KR20230079095A - Process technologies for manufacturing and downstream purification of biological products - Google Patents

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Abstract

본 명세서에서는 특히, 생물학적 제조 및 다운스트림 정제 공정들이 제공되어 있다.In particular, biological production and downstream purification processes are provided herein.

Figure P1020237012657
Figure P1020237012657

Description

생물학적 생성물의 제조 및 다운스트림 정제를 위한 공정 기술Process technologies for manufacturing and downstream purification of biological products

관련 출원related application

본 출원은, 35 U.S.C. §119(e)에 따라, 2020년 9월 14일에 출원된 미국 가출원 번호 63/077,766, 2021년 2월 26일에 출원된 미국 가출원 번호 63/154,108, 및 2021년 2월 26일에 출원된 미국 가출원 번호 63/154,109에 대한 우선권의 이익을 주장하며, 이들 각각의 전체 내용은 이들의 전문이 본원에 참조로 포함되어 있다.This application, 35 U.S.C. Pursuant to §119(e), U.S. Provisional Application No. 63/077,766, filed on September 14, 2020, U.S. Provisional Application No. 63/154,108, filed on February 26, 2021, and filed on February 26, 2021 Claims the benefit of priority to US Provisional Application No. 63/154,109, the entire contents of each of which are incorporated herein by reference in their entirety.

본 발명의 분야FIELD OF THE INVENTION

생물학적 생성물(biological product)의 제조 및 다운스트림 정제를 위한 새로운 공정 및 방법이 제공된다.New processes and methods for the manufacture and downstream purification of biological products are provided.

특히, 생물학적 생성물을 정제하기 위한 공정 및 장치가 본원에 제공된다. 측면들에서, 본 명세서에는 생물학적 생성물을 정제하기 위한 공정이 제공되며, 상기 공정은 입력 라인(input line)을 통해 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 수용하는 단계, 및 동적 여과 모듈에서 여과에 의해 불균질 혼합물로부터 불순물을 제거하는 단계를 포함한다. 부압(negative pressure) 하에 입력 라인과 유체 소통하는 적어도 하나의 출력 헤드(output head)로부터 동적 여과 모듈로 생물학적 생성물을 공급함으로써 불균질 혼합물로부터 불순물이 제거되고, 이로써 생물학적 생성물이 포함된 여액이 생성된다.In particular, processes and apparatus for purifying biological products are provided herein. In aspects, provided herein is a process for purifying a biological product, comprising receiving a heterogeneous mixture comprising the biological product through an input line, and filtering in a dynamic filtration module. and removing impurities from the heterogeneous mixture. Impurities are removed from the heterogeneous mixture by feeding the biological product to the dynamic filtration module from at least one output head in fluid communication with the input line under negative pressure, thereby producing a filtrate containing the biological product. .

동적 여과 모듈은 동적 여과 장치, 적어도 하나의 출력 헤드로부터 불균질 혼합물을 수용하도록 구성된 표적 영역, 및 공급 릴(feed reel)과 수집 릴(collection reel) 사이에 위치하는 진공 수집 시스템과 소통하는 실질적으로 평탄한 접촉 표면을 갖는 멤브레인 지지 부재(membrane support member)를 포함한다. 추가로 동적 여과 장치는 실질적으로 평탄한 접촉 표면을 갖는 적어도 하나의 지지 부재와 함께 공급 릴과 수집 릴 사이에 연장되는 필터 멤브레인을 포함한다. 생물학적 생성물을 정제하는 것은 용액을 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 여액을 전달하는 것을 추가로 포함하며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있고; 제1 모듈은 친화도 기반 정제 장치를 포함한다. 친화도 기반 정제 장치에는, 기계적 회전 시스템을 통해 적어도 하나의 제1 유입구와 적어도 하나의 제1 유출구 사이의 유체 흐름을 허용하도록 구성된 적어도 하나의 제1 유입구 및 적어도 하나의 제1 유출구가 있다. 기계적 회전 시스템은 비드들의 현탁액을 포함하는 적어도 하나의 개별 용기가 들어 있는 용기 캐러셀(carousel)을 포함한다. 본원에 기재된 바와 같이, 상기 공정은 생물학적 생성물을 포함한 분획을, 제1 모듈의 적어도 하나의 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 전달하는 것을 추가로 포함한다. 상기 제2 모듈에는 적어도 하나의 자유 흐름 전기영동(free-flow electrophoresis) 장치가 포함되어 있으며, 상기 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구와 적어도 하나의 제2 유출구를 갖추고 있고, 제2 유입구와 제2 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하여 생물학적 생성물을 회수할 수 있도록 구성된다.The dynamic filtration module substantially communicates with a dynamic filtration device, a target area configured to receive a heterogeneous mixture from at least one output head, and a vacuum collection system positioned between a feed reel and a collection reel. A membrane support member having a flat contact surface. The dynamic filtration device further includes a filter membrane extending between the supply reel and the collection reel together with at least one support member having a substantially planar contact surface. Purifying the biological product further includes passing the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions, wherein at least one fraction contains the biological product; The first module includes an affinity-based purification device. The affinity-based purification device has at least one first inlet and at least one first outlet configured to allow fluid flow between the at least one first inlet and the at least one first outlet through a mechanical rotation system. The mechanical rotating system includes a container carousel containing at least one individual container containing a suspension of beads. As described herein, the process comprises a process having at least one inlet for receiving a flow of a fraction comprising biological products from at least one outlet of a first module and from at least one first outlet of a first module. 2 Including further delivery to the module. The second module includes at least one free-flow electrophoresis device, the second module has at least one second inlet and at least one second outlet, the second inlet and It is configured to allow continuous fluid flow between the second outlets to recover biological products.

구현예들에서, 친화도 기반 정제 장치는 리드 시스템(lid system), 및 적어도 하나의 개별 용기와 유체 소통하는 수집 용기 시스템을 추가로 포함한다. 예를 들어, 상기 리드 시스템에는 개스킷(gasket)이 있는 적어도 하나의 리드, 적어도 2개의 버퍼 유입구들, 충전 유입구, 가스 유입구, 및 배기 밸브(venting valve)가 있다. 또한, 상기 리드 시스템은 z축을 따라 이동 가능하다. 친화도 기반 정제 장치의 용기 캐러셀은 z축을 가로지르는 평면에서 회전 이동이 가능하고, 수집 용기는 z축을 따라 이동 가능하다.In embodiments, the affinity-based purification device further comprises a lid system and a collection vessel system in fluid communication with the at least one individual vessel. For example, the lid system has at least one lid with gasket, at least two buffer inlets, a filling inlet, a gas inlet, and a venting valve. Also, the lead system is movable along the z-axis. The container carousel of the affinity-based purification apparatus can be rotated in a plane transverse to the z-axis, and the collection container can be moved along the z-axis.

본원에 기재된 바와 같이, 친화도 기반 정제 방법의 용기 캐러셀은 생물학적 생성물과 결합하기 위한 적어도 하나의 위치, 세척하여 결합되지 않은 생성물들을 제거하기 위한 적어도 하나의 위치, 생물학적 생성물을 용출 및 수집하기 위한 적어도 하나의 위치, 및 비드의 재활용을 가능하게 하는 적어도 하나의 재생 위치를 포함한다.As described herein, a container carousel of an affinity-based purification method includes at least one location for binding a biological product, at least one location for washing to remove unbound products, and at least one location for eluting and collecting the biological product. at least one location, and at least one regeneration location enabling recycling of beads.

예를 들어, 친화도 기반 정제의 비드 표면은 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 결합하도록 구성된 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 항원 단백질, 단백질, 수용체, 항체, 또는 압타머(aptamer)에 연결되어 있다. 비드들의 초기 농도(예를 들어, 생물학적 생성물에 결합하는 위치에 있는 개별 용기 내)는 약 0.01중량% 내지 약 25중량%의 농도 범위 내에 있다. 대안적으로, 비드들의 초기 농도는 약 0.01중량% 내지 약 20중량%, 약 0.01중량% 내지 약 10중량%, 약 0.01중량% 내지 약 5중량%, 약 1중량% 내지 약 20중량%, 또는 약 5중량% 내지 약 10중량%의 범위 내에 있다. 예를 들어, 비드의 직경은 약 0.2μm 내지 약 200μm의 범위이다. 다른 예에서, 비드의 직경은 약 0.2μm 내지 약 100μm, 약 1μm 내지 약 200μm, 약 10μm 내지 약 200μm, 약 20μm 내지 약 200μm, 약 30μm 내지 약 200μm, 약 50μm 내지 약 200μm, 또는 약 150μm 내지 약 200μm이다. 대안적으로, 비드의 직경은 약 1μm 내지 약 100μm, 또는 약 50μm 내지 약 100μm이다.For example, the bead surface of an affinity-based purification is linked to a protein A, protein G, protein L, antigenic protein, protein, receptor, antibody, or aptamer configured to selectively bind the biological product. The initial concentration of beads (eg, in an individual container that is positioned to bind the biological product) is in a concentration range of about 0.01% to about 25% by weight. Alternatively, the initial concentration of beads may be from about 0.01% to about 20%, from about 0.01% to about 10%, from about 0.01% to about 5%, from about 1% to about 20%, or in the range of about 5% to about 10% by weight. For example, the diameter of the beads ranges from about 0.2 μm to about 200 μm. In other examples, the beads have a diameter of about 0.2 μm to about 100 μm, about 1 μm to about 200 μm, about 10 μm to about 200 μm, about 20 μm to about 200 μm, about 30 μm to about 200 μm, about 50 μm to about 200 μm, or about 150 μm to about is 200 μm. Alternatively, the diameter of the beads is between about 1 μm and about 100 μm, or between about 50 μm and about 100 μm.

구현예들에서, 비드(예를 들어, 친화도 기반 정제의 비드)들은 결합에 이용가능한 증가된 표면적을 유지하기 위해 공정 동안 이동성을 유지한다. 예를 들어, 비드는 공정 동안 용액에서 분리(순환 또는 분산)된 상태로 유지된다(예를 들어, 비드는 개별 비드임). 또한, 이동성 비드는 비드들이 함께 응집되지 않는 것, 예를 들어, 적어도 2개 이상의 비드들이 함께 응집되거나 그룹화되지 않는 것을 의미할 수도 있다. 추가로, 이동성 비드는 비드가 용액 내에서 분산되어 자유롭게 이동하는 작은 응집체를 형성할 수 있음을 의미할 수도 있다. 반대로, 본원에 사용된 비드는 패킹되지 않으나, 이동성을 유지하고, 용액 내에서 자유롭게 이동한다.In embodiments, the beads (eg, beads of affinity-based purification) remain mobile during processing to maintain increased surface area available for binding. For example, the beads are kept separate (circulated or dispersed) in solution during the process (eg, the beads are individual beads). Also, a mobile bead may mean that the beads do not aggregate together, eg, at least two or more beads do not aggregate or group together. Additionally, migratory beads may mean that the beads are dispersed in solution to form small agglomerates that move freely. In contrast, the beads used herein are not packed, but retain mobility and move freely in solution.

구현예들에서, 자유 흐름 전기영동 장치는 벽 갭(wall gap)을 통해 주 분리 채널(main separation channel)과 액체 접촉하고 있는 양극 전극 채널과 음극 전극 채널을 포함하는 전극 채널들을 포함한다.In embodiments, a free flow electrophoretic device includes electrode channels including an anode electrode channel and a cathode electrode channel in liquid contact with a main separation channel through a wall gap.

자유 흐름 전기영동 장치에는 진공 시스템에 의해 기포들을 제거하여 기포가 없는 주 분리 채널을 생성하도록 구성된 적어도 하나의 가스 투과성 및 소수성 멤브레인을 포함하는 적어도 하나의 전극 채널 기포 제거기(de-bubbler), 및 적어도 하나의 액체 회로 차단기(liquid circuit breaker)가 있다. 구현예들에서, 자유 흐름 전기영동 장치의 적어도 하나의 기포 제거기는 인가 전압 하에 전극 채널에서 발생하는 O2 및 H2 가스 기포를 연속적으로 제거하도록 구성된다. 일부 구현예에서, 전극 채널로부터 전기분해 기포를 제거하는 것은 실질적으로 오랜 기간 동안 연속적인 작동을 가능하게 하는 데 필수적이다. 예를 들어, 기포 제거 시스템은 소수성 PTFE 멤브레인을 이용하여, 진공 시스템으로의 노출에 의해 발생 지점에서 전기분해 기포를 지속적으로 제거할 수 있는 전극 채널 위에 방수 밀봉부(water-tight seal)를 생성한다. 예를 들어, 진공 게이지 압력은 약 -0.05bar 내지 약 -0.4bar 범위이다. 현재의 방법과 달리, 본원에 기재된 공정은 주 분리 채널에 들어가기 전에 가스 기포를 제거한다.The free flow electrophoresis device includes at least one electrode channel de-bubbler comprising at least one gas permeable and hydrophobic membrane configured to remove bubbles by a vacuum system to create a primary bubble-free separation channel, and at least one There is one liquid circuit breaker. In embodiments, at least one bubble eliminator of the free flow electrophoresis device is configured to continuously remove O 2 and H 2 gas bubbles generated in the electrode channel under an applied voltage. In some embodiments, removal of electrolytic bubbles from the electrode channels is essential to enable continuous operation over substantially long periods of time. For example, a bubble removal system uses a hydrophobic PTFE membrane to create a water-tight seal over an electrode channel that can continuously remove electrolytic bubbles at the point of origin by exposure to a vacuum system. . For example, the vacuum gauge pressure ranges from about -0.05 bar to about -0.4 bar. Unlike current methods, the process described herein removes gas bubbles prior to entering the main separation channels.

구현예들에서, 자유 흐름 전기영동 장치의 액체 회로 차단기는 유속을 유지하고, 전압에 연결된 용액으로부터 회로를 단절하는 액적을 생성하도록 구성된 가압 용기를 포함한다.In embodiments, a liquid circuit breaker of a free flow electrophoretic device includes a pressurized vessel configured to maintain a flow rate and generate a droplet that disconnects the circuit from a solution connected to a voltage.

구현예들에서, 정제 공정은 동적 여과 모듈, 제1 모듈, 및 제2 모듈에서 대략 일정한 유속을 유지한다. 예를 들어, 유속은 약 0.1mL/분 내지 약 50mL/분, 또는 약 5mL/분 내지 약 10mL/분 범위이다.In embodiments, the purification process maintains an approximately constant flow rate in the dynamic filtration module, the first module, and the second module. For example, the flow rate ranges from about 0.1 mL/min to about 50 mL/min, or from about 5 mL/min to about 10 mL/min.

구현예들에서, 생물학적 생성물을 정제하는 공정은 약 4℃ 내지 약 37℃ 범위의 온도에서 수행된다.In embodiments, the process of purifying the biological product is performed at a temperature ranging from about 4°C to about 37°C.

추가 구현예에서, 상기 공정은 적어도 2개의 동적 여과 모듈들을 포함할 수 있으며, 이때 각각의 동적 여과 모듈에는 동일하거나 상이한 기공 크기를 포함하는 필터 멤브레인이 있다(예를 들어, 불균질 혼합물은 먼저 더 큰 기공 크기의 필터 멤브레인(예를 들어, 0.45μm)과 접촉한 후, 다음으로 더 작은 기공 크기의 필터 멤브레인(예를 들어, 0.2μm)과 접촉함).In a further embodiment, the process may include at least two dynamic filtration modules, where each dynamic filtration module has a filter membrane comprising the same or a different pore size (e.g., a heterogeneous mixture is first Contact with a large pore size filter membrane (e.g., 0.45 μm), followed by contact with a next smaller pore size filter membrane (e.g., 0.2 μm).

구현예들에서, 상기 공정은 등전 집속(isoelectric focusing) 모드, 띠전기영동(zone electrophoresis) 모드, 등속 전기영동(isotachophoresis) 모드, 또는 이들의 조합으로 작동하도록 구성된 적어도 2개의 자유 흐름 전기영동 모듈들을 포함한다. 본원에 기재된 공정은 병렬로 작동되는 적어도 2개의 동적 여과 모듈들, 적어도 2개의 친화도 기반 정제 모듈들, 또는 적어도 2개의 자유 흐름 전기영동 모듈들을 추가로 포함한다.In embodiments, the process comprises at least two free flow electrophoresis modules configured to operate in isoelectric focusing mode, zone electrophoresis mode, isotachophoresis mode, or a combination thereof. include The process described herein further comprises at least two dynamic filtration modules, at least two affinity based purification modules, or at least two free flow electrophoresis modules operated in parallel.

측면들에서, 본 명세서에는 불균질 혼합물 내 생물학적 생성물로부터 불순물을 제거하기 위한 동적 여과 장치가 제공된다. 상기 장치는 공급 릴과 수집 릴 사이에 연장되는 필터 멤브레인을 포함하고, 상기 필터 멤브레인에는 불균질 혼합물을 표적 영역에 분배하도록 구성된, 적어도 하나의 출력 헤드로부터 불균질 혼합물을 수용하도록 구성된 표적 영역이 있다. 상기 장치의 멤브레인 지지 구조물에는 표적 영역을 생성하기 위해 공급 릴과 수집 릴 사이에 위치한 필터 멤브레인의 일부를 구조적으로 지지하기 위한 실질적으로 평탄한 접촉 표면이 있다. 또한, 동적 여과 장치에는 멤브레인 지지 구조물을 가로지르는 필터 멤브레인의 수송을 안정화하기 위한 실질적으로 평탄한 접촉 표면을 갖는 적어도 하나의 지지 부재가 있다. 동적 여과 장치에는 필터 멤브레인의 수송 속도를 제어하도록 구성된 시스템이 있다. 동적 여과 장치에는 멤브레인 지지 구조물과 소통하는 적어도 하나의 진공 라인을 갖고, 동적 필터 멤브레인에 부압 게이지 압력을 가하도록 구성된 진공 시스템이 있으며, 이때 부압은 생물학적 생성물이 포함된 여액을 수집할 수 있도록 한다. 다른 예에서, 동적 여과 장치는 세척 버퍼 라인을 포함한다.In aspects, provided herein is a dynamic filtration device for removing impurities from a biological product in a heterogeneous mixture. The apparatus includes a filter membrane extending between a supply reel and a collection reel, the filter membrane having a target area configured to receive the heterogeneous mixture from at least one output head configured to distribute the heterogeneous mixture to the target area. . The device's membrane support structure has a substantially flat contact surface for structurally supporting a portion of the filter membrane located between the supply and collection reels to create a target area. Additionally, the dynamic filtration device has at least one support member having a substantially planar contact surface for stabilizing transport of the filter membrane across the membrane support structure. A dynamic filtration device has a system configured to control the transport rate of the filter membrane. The dynamic filtration device includes a vacuum system having at least one vacuum line in communication with the membrane support structure and configured to apply a negative pressure gauge pressure to the dynamic filter membrane, wherein the negative pressure enables collection of the biological product-laden filtrate. In another example, the dynamic filtration device includes a wash buffer line.

구현예들에서, 동적 여과 장치에는 폴리에테르설폰(PES), 친수성 폴리설폰, 셀룰로스 에스테르, 셀룰로스 아세테이트, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 친수성 PVDF, 폴리카보네이트, 나일론, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 친수성 PTFE, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있는 필터 멤브레인이 있다. 필터 멤브레인의 기공 크기는 약 0.1μm 내지 약 1μm의 범위 내에 있다. 다른 예에서, 상기 기공 크기는 약 0.1μm 내지 약 0.9μm, 약 0.1μm 내지 약 0.8μm, 약 0.1μm 내지 약 0.7μm, 약 0.1μm 내지 약 0.6μm, 약 0.1μm 내지 약 0.5μm, 약 0.1μm 내지 약 0.4μm, 약 0.1μm 내지 약 0.3μm, 또는 약 0.1μm 내지 약 0.2μm의 범위 내에 있다. 본원에 기재된 바와 같이, 2개 이상의 동적 여과 장치들이 사용되는 경우, 이들은 유사하거나 상이한 크기의 필터 멤브레인을 포함할 수 있다.In embodiments, the dynamic filtration device includes polyethersulfone (PES), hydrophilic polysulfone, cellulose ester, cellulose acetate, polyvinylidene fluoride (PVDF), hydrophilic PVDF, polycarbonate, nylon, polytetrafluoroethylene (PTFE). ), hydrophilic PTFE, or any combination thereof. The pore size of the filter membrane is in the range of about 0.1 μm to about 1 μm. In another example, the pore size is about 0.1 μm to about 0.9 μm, about 0.1 μm to about 0.8 μm, about 0.1 μm to about 0.7 μm, about 0.1 μm to about 0.6 μm, about 0.1 μm to about 0.5 μm, about 0.1 μm μm to about 0.4 μm, about 0.1 μm to about 0.3 μm, or about 0.1 μm to about 0.2 μm. As described herein, when two or more dynamic filtration devices are used, they may include filter membranes of similar or different sizes.

본원에 기재된 동적 여과 장치는 일련의 병렬 슬롯들, 예를 들어, 약 1 내지 약 10개의 병렬 슬롯을 갖는 멤브레인 지지 구조물을 포함한다. 구체적인 예에서, 멤브레인 지지 구조물에는 5개의 병렬 슬롯들이 있다.The dynamic filtration devices described herein include a membrane support structure having a series of parallel slots, for example from about 1 to about 10 parallel slots. In a specific example, there are 5 parallel slots in the membrane support structure.

본원에 기재된 동적 여과 장치는 실질적으로 평탄한 접촉 표면을 갖는 멤브레인 지지 구조물을 포함하며, 이때 상기 접촉 표면은, 예를 들어, 약 0.01 내지 약 0.1, 약 0.01 내지 약 0.05, 또는 약 0.05 내지 약 0.1과 같이, 이의 정적 마찰 계수(static coefficient of friction)의 척도이다. 구체적인 예에서, 정적 마찰 계수는 0.04이다.Dynamic filtration devices described herein include a membrane support structure having a substantially planar contact surface, wherein the contact surface is, for example, from about 0.01 to about 0.1, from about 0.01 to about 0.05, or from about 0.05 to about 0.1 and As such, it is a measure of its static coefficient of friction. In a specific example, the static friction coefficient is 0.04.

구현예들에서, 동적 여과 모듈의 진공 시스템은, 예를 들어, 약 -0.05bar 내지 약 -0.98bar 범위 내에 있는 부압 게이지 압력을 인가하도록 구성된다.In embodiments, the vacuum system of the dynamic filtration module is configured to apply a negative gauge pressure that is, for example, in the range of about -0.05 bar to about -0.98 bar.

측면들에서, 본 명세서에는 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 자유 흐름 전기영동 장치가 제공되며, 상기 분획들 중 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 자유 흐름 전기영동 장치는 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된 적어도 하나의 유입구 및 적어도 하나의 유출구; 2개의 병렬판들 사이에 생성되고 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 구배를 생성하도록 구성된 적어도 하나의 유체 채널; 양극 전극 채널과 음극 전극 채널을 포함하는 전극 채널들 - 이때, 상기 전극 채널들은 상기 전극 채널들과 주 분리 채널 사이에 위치하는 벽 갭을 통한 액체 접촉에 의해 주 분리 채널에 연결되도록 구성됨 -; 기포가 없는 주 분리 채널을 생성하기 위해 진공 시스템에 의해 생성 지점 근처에서 전기분해 기포들을 제거하도록 구성된 적어도 하나의 가스 투과성 및 소수성 멤브레인 또는 다공성 물질을 포함하는 적어도 하나의 전극 채널 기포 제거기; 적어도 하나의 센서 또는 검출기와 상호작용하기 전에 전압에 연결된 용액을 단절하도록 구성된 적어도 하나의 액체 회로 차단기; 능동 냉각 시스템; 및 적어도 하나의 수집 용기를 포함한다.In aspects, provided herein is a free flow electrophoretic device for separating a mixture into two or more fractions, at least one of which comprises a biological product. A free flow electrophoresis device comprising: at least one inlet and at least one outlet configured to allow continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet; at least one fluid channel configured to create an electric field gradient created between the two parallel plates and perpendicular to the direction of fluid flow; electrode channels comprising an anode electrode channel and a cathode electrode channel, wherein the electrode channels are configured to be connected to the main separation channel by liquid contact through a wall gap located between the electrode channels and the main separation channel; at least one electrode channel bubble eliminator comprising at least one gas permeable and hydrophobic membrane or porous material configured to remove electrolytic bubbles near the point of creation by a vacuum system to create a primary bubble free separation channel; at least one liquid circuit breaker configured to disconnect the liquid connected to the voltage prior to interacting with the at least one sensor or detector; active cooling system; and at least one collection vessel.

본원에 기재된 자유 흐름 전기영동 장치는 기포 제거기를 갖는 전극 채널을 제공하며, 이때 전극 채널들의 상부 부분은 기포들을 제거하기 위한 진공 시스템과 소통하는 적어도 하나의 가스 투과성 및 소수성 멤브레인으로 밀봉되어 있으며, 전극 채널들은 채널들의 바닥에서 개방되어 있고, 벽 갭을 통해 주 분리 채널 용액과 전극 용액의 액체 접촉을 가능하게 하도록 구성된다.The free flow electrophoresis device described herein provides an electrode channel having a bubble eliminator, wherein the upper portion of the electrode channels is sealed with at least one gas permeable and hydrophobic membrane in communication with a vacuum system for removing air bubbles, the electrode The channels are open at the bottom of the channels and are configured to allow liquid contact of the electrode solution with the main separation channel solution through the wall gap.

자유 흐름 전기영동 장치에는 진공 시스템에 의해 기포들을 제거하여 기포가 없는 주 분리 채널을 생성하도록 구성된 적어도 하나의 가스 투과성 및 소수성 멤브레인을 포함하는 적어도 하나의 전극 채널 기포 제거기, 및 적어도 하나의 액체 회로 차단기가 있다.The free flow electrophoretic device includes at least one electrode channel bubble eliminator comprising at least one gas permeable and hydrophobic membrane configured to remove bubbles by a vacuum system to create a primary bubble free separation channel, and at least one liquid circuit breaker. there is

구현예들에서, 자유 흐름 전기영동 장치는 인가 전압 하에 전극 채널에서 발생하는 O2 및 H2 가스 기포를 연속적으로 제거하기 위한 적어도 하나의 기포 제거 시스템을 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 전기분해 기포를 제거하는 것은 실질적으로 오랜 기간 동안 연속적인 작동을 가능하게 하는 데 필수적이다. 예를 들어, 기포 제거 시스템은 소수성 PTFE 멤브레인을 이용하여, 진공 시스템으로의 노출에 의해 발생 지점에서 전기분해 기포를 지속적으로 제거할 수 있는 전극 채널 위에 방수 밀봉부를 생성한다. 예를 들어, 진공 게이지 압력은 약 -0.05bar 내지 약 -0.4bar 범위이다. 현재의 방법과 달리, 본원에 기재된 공정은 주 분리 채널에 들어가기 전에 가스 기포를 제거한다.In embodiments, the free flow electrophoresis device further includes at least one bubble removal system for continuously removing O 2 and H 2 gas bubbles generated in the electrode channel under an applied voltage. In some embodiments, the removal of electrolysis bubbles is essential to enable continuous operation for substantially long periods of time. For example, a bubble removal system uses a hydrophobic PTFE membrane to create a watertight seal over an electrode channel that can continuously remove electrolytic bubbles at the point of origin by exposure to a vacuum system. For example, the vacuum gauge pressure ranges from about -0.05 bar to about -0.4 bar. Unlike current methods, the process described herein removes gas bubbles prior to entering the main separation channels.

구현예들에서, 벽 갭(예를 들어, 전극 채널들이 채널들의 바닥에서 개방되어 있고, 주 분리 채널 용액과 전극 용액의 액체 접촉을 가능하게 하도록 구성된 공간)은 약 0.01mm 내지 약 0.25mm이다. 예를 들어, 상기 벽 갭은 약 0.01mm 내지 약 0.2mm, 약 0.01mm 내지 약 0.015mm, 또는 약 0.01mm 내지 약 0.01mm이다.In embodiments, the wall gap (eg, the space in which the electrode channels are open at the bottom of the channels and configured to allow liquid contact of the electrode solution with the main separation channel solution) is between about 0.01 mm and about 0.25 mm. For example, the wall gap is between about 0.01 mm and about 0.2 mm, between about 0.01 mm and about 0.015 mm, or between about 0.01 mm and about 0.01 mm.

다른 구현예에서, 자유 흐름 전기영동 장치의 액체 회로 차단기는 유속을 유지하고, 전압에 연결된 용액으로부터 회로를 단절하는 액적을 생성하도록 구성된 가압 용기를 포함한다.In another embodiment, a liquid circuit breaker of a free flow electrophoretic device includes a pressurized vessel configured to maintain a flow rate and generate a droplet that disconnects the circuit from a solution connected to a voltage.

구현예들에서, 자유 흐름 전기영동 장치는 인라인 센서를 추가로 포함한다. 예를 들어, 상기 인라인 센서는 유동 센서(flow sensor), pH 센서, 전도도 센서, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.In embodiments, the free flow electrophoresis device further includes an in-line sensor. For example, the in-line sensor may include a flow sensor, a pH sensor, a conductivity sensor, or any combination thereof.

구현예들에서, 본원에 기재된 자유 흐름 전기영동 장치는 단계적 정제를 가능하게 하기 위해 직렬로 연결되어 있고, 등전 집속 모드, 띠전기영동 모드, 등속 전기영동 모드, 또는 이들의 조합으로 작동되는 적어도 2개의 자유 흐름 전기영동 장치들을 포함할 수 있다.In embodiments, a free flow electrophoresis device described herein includes at least two electrophoresis devices connected in series to enable stepwise purification and operated in an isoelectric focusing mode, a bandelectrophoresis mode, an isokinetic mode, or a combination thereof. It may include two free flow electrophoresis devices.

또한, 본 명세서에는 혼합물로부터 생물학적 생성물을 정제하기 위한 자유 흐름 전기영동 장치의 용도가 제공된다. 본 발명은 불균질 혼합물로부터 생물학적 생성물을 정제하기 위한 동적 여과 장치의 용도를 추가로 제공한다.Also provided herein is the use of a free flow electrophoretic device for purifying a biological product from a mixture. The present invention further provides the use of a dynamic filtration device for purifying biological products from heterogeneous mixtures.

측면들에서, 본 명세서에는 생물학적 생성물을 정제하기 위한 공정이 제공된다. 상기 공정은 입력 라인을 통해, 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 수용하는 것을 포함한다. 구현예들에서, 상기 공정은 입력 라인을 통해, 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 연속적으로 수용하는 것을 포함한다. 구현예들에서, 생물학적 생성물은 단백질 또는 이의 단편(폴리펩티드), 항체 또는 이의 단편, 사이토카인, 케모카인, 성장 인자, 효소, 올리고뉴클레오티드, 바이러스, 아데노바이러스, 아데노 관련 바이러스(AAV), 또는 렌티바이러스를 포함한다.In aspects, provided herein is a process for purifying a biological product. The process includes receiving, through an input line, a heterogeneous mixture comprising a biological product. In embodiments, the process comprises continuously receiving, through an input line, a heterogeneous mixture comprising a biological product. In embodiments, the biological product is a protein or fragment thereof (polypeptide), antibody or fragment thereof, cytokine, chemokine, growth factor, enzyme, oligonucleotide, virus, adenovirus, adeno-associated virus (AAV), or lentivirus. include

구현예들에서, 상기 공정은 동적 여과에 의해 불균질 혼합물로부터 불순물(예를 들어, 세포, 세포 파편, 및 응집체와 같은 큰 불순물)을 제거하는 것을 포함한다. 일부 구현예에서, 동적 여과 공정은 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 제거하기 위한 연속 공정일 수 있다. 상기 동적 여과 공정은 부압 하에 입력 라인과 유체 소통하는 적어도 하나의 출력 헤드로부터 동적 여과 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 연속적으로 공급하여 생물학적 생성물을 포함하는 여액을 생성하는 적어도 하나의 동적 여과 모듈을 포함한다.In embodiments, the process includes removing impurities (eg, large impurities such as cells, cell debris, and aggregates) from the heterogeneous mixture by dynamic filtration. In some embodiments, the dynamic filtration process can be a continuous process to remove large impurities from a heterogeneous mixture. The dynamic filtration process comprises at least one dynamic filtration wherein a heterogeneous mixture comprising biological products is continuously supplied under negative pressure from at least one output head in fluid communication with an input line to a dynamic filtration module to produce a filtrate comprising biological products. contains the module

구현예들에서, 상기 공정은 용액을 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 여액을 전달하는 것을 포함하며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 다른 구현예에서, 상기 공정은 용액을 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 여액을 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 예를 들어, 용액을 2개 이상의 분획들로 분리하는 것에는, 생물학적 생성물을 포함하는 하나의 분획, 및 작은 불순물(예를 들어, 숙주 세포 단백질, 바람직하지 않은 단백질 및 펩티드, 바람직하지 않은 항체, 바람직하지 않은 핵산 및 올리고뉴클레오티드, 바이러스, 염, 버퍼 구성요소, 계면활성제, 당, 금속 오염물, 침출물(leachables), 배지 구성요소, 및/또는 자연적으로 결합된 자연 발생 유기 분자)을 포함하는 적어도 하나의 다른 분획이 포함될 수 있다.In embodiments, the process includes passing the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. In another embodiment, the process comprises continuously passing the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. For example, separation of a solution into two or more fractions includes one fraction containing biological products, and small impurities (e.g., host cell proteins, undesirable proteins and peptides, undesirable antibodies, (including undesirable nucleic acids and oligonucleotides, viruses, salts, buffer components, surfactants, sugars, metal contaminants, leachables, media components, and/or naturally occurring organic molecules with which they are naturally associated); One other fraction may be included.

구현예들에서, 제1 모듈은 친화도 기반의 자성 정제 장치(affinity-based, magnetic purification apparatus)를 포함한다. 예를 들어, 제1 모듈은 적어도 하나의 제1 유입구와 적어도 하나의 제1 유출구를 가지며, 루프 컨베이어 시스템을 통해 제1 유입구와 제1 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된다. 다른 예에서, 제1 모듈은 적어도 하나의 제1 유입구와 적어도 하나의 제1 유출구를 가지며, 픽앤플레이스 로봇 시스템(pick and place robotics system)을 통해 제1 유입구와 제1 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된다.In embodiments, the first module includes an affinity-based, magnetic purification apparatus. For example, the first module has at least one first inlet and at least one first outlet and is configured to allow continuous fluid flow between the first inlet and the first outlet through the loop conveyor system. In another example, the first module has at least one first inlet and at least one first outlet, with continuous fluid flow between the first inlet and the first outlet via a pick and place robotics system. is configured to allow

구현예들에서, 상기 공정은 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 전달하는 것을 포함하며, 상기 제2 모듈은 전하 기반의 자성 정제 장치 또는 등전점 기반의 유체 정제 장치(본 명세서에서는 자유 흐름 전기영동 장치라고도 함)를 포함한다. 다른 구현예에서, 상기 공정은 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 상기 제2 모듈은 전하 기반의 자성 정제 장치, 또는 본 명세서에서 자유 흐름 전기영동 장치라고도 하는, 등전점 기반의 유체 정제 장치를 포함한다. 예를 들어, 상기 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구 및 적어도 하나의 제2 유출구를 갖는 전하 기반의 자성 정제 장치를 포함하고, 루프 컨베이어 시스템을 통해 제2 유입구와 제2 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된다. 일부 예에서, 상기 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구 및 적어도 하나의 제2 유출구를 갖는 전하 기반의 자성 정제 장치를 포함하고, 픽앤플레이스 로봇 시스템을 통해 제2 유입구와 제2 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된다. 다른 예에서, 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구 및 적어도 하나의 제2 유출구를 갖는 자유 흐름 전기영동 장치를 포함하고, 제2 유입구와 제2 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된다. 구현예들에서, 본원에 기재된 공정은 이로써 생물학적 생성물을 정제한다.In embodiments, the process directs a biological product from at least one first outlet of a first module to a second module having at least one inlet for receiving a flow from at least one first outlet of the first module. The second module includes a charge-based magnetic purification device or an isoelectric point-based fluid purification device (also referred to herein as a free flow electrophoresis device). In another embodiment, the process directs the biological product from at least one first outlet of the first module to a second module having at least one inlet for receiving the flow from the at least one first outlet of the first module. and the second module includes a charge-based magnetic purification device, or an isoelectric point-based fluid purification device, also referred to herein as a free flow electrophoresis device. For example, the second module includes a charge-based magnetic purification device having at least one second inlet and at least one second outlet, and a continuous flow between the second inlet and the second outlet via a loop conveyor system. It is configured to allow fluid flow. In some examples, the second module includes a charge-based magnetic purification device having at least one second inlet and at least one second outlet, and a pick-and-place robotic system between the second inlet and the second outlet. It is configured to allow constant fluid flow. In another example, the second module includes a free flow electrophoresis device having at least one second inlet and at least one second outlet and is configured to allow continuous fluid flow between the second inlet and the second outlet. . In embodiments, the processes described herein thereby purify a biological product.

구현예들에서, 본 명세서에는 입력 라인을 통해, 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 연속적으로 수용하고, 동적 여과에 의해 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 제거하는 것을 포함하는 생물학적 생성물을 정제하는 공정도 제공된다. 일부 구현예에서, 동적 여과 공정은 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 제거하기 위한 연속 공정일 수 있다. 상기 동적 여과 공정은 부압 하에 입력 라인과 유체 소통하는 적어도 하나의 출력 헤드로부터 동적 여과 모듈로 생물학적 생성물을 연속적으로 공급함으로써 생물학적 생성물을 포함하는 여액을 생성하는 동적 여과 모듈을 포함한다.In embodiments, herein is a process diagram for purifying a biological product comprising continuously receiving, via an input line, a heterogeneous mixture comprising the biological product, and removing large impurities from the heterogeneous mixture by dynamic filtration. Provided. In some embodiments, the dynamic filtration process can be a continuous process to remove large impurities from a heterogeneous mixture. The dynamic filtration process includes a dynamic filtration module generating a filtrate comprising biological product by continuously supplying biological product to the dynamic filtration module from at least one output head in fluid communication with an input line under negative pressure.

구현예들에서, 상기 공정은, 용액을 2개 이상으로 분리할 수 있는 제1 모듈로 여액을 전달하는 것을 포함하며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 다른 구현예에서, 상기 공정은 용액을 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 여액을 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 예를 들어, 제1 모듈은 친화도 기반 정제 장치를 포함한다. 예를 들어, 제1 모듈은 적어도 하나의 제1 유입구와 적어도 하나의 제1 유출구를 가지며, 기계적 회전 시스템을 통해 제1 유입구와 제1 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된다. 다른 예에서, 제1 모듈은 적어도 하나의 제1 유입구와 적어도 하나의 제1 유출구를 가지며, 단계적 선형 시스템(staged linear system)을 통해 제1 유입구와 제1 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된다.In embodiments, the process comprises passing the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. In another embodiment, the process comprises continuously passing the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. For example, the first module includes an affinity-based purification device. For example, the first module has at least one first inlet and at least one first outlet and is configured to allow continuous fluid flow between the first inlet and the first outlet via a mechanical rotation system. In another example, the first module has at least one first inlet and at least one first outlet and is configured to allow continuous fluid flow between the first inlet and the first outlet through a staged linear system. It consists of

구현예들에서, 상기 공정은 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 전달하는 것을 포함하며, 상기 제2 모듈은 전하 기반 정제 장치, 또는 본 명세서에서 자유 흐름 전기영동 장치라고도 하는, 등전점 기반의 유체 정제 장치를 포함한다. 다른 구현예에서, 상기 공정은 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 상기 제2 모듈은 전하 기반의 정제 장치, 또는 본 명세서에서 자유 흐름 전기영동 장치라고도 하는, 등전점 기반의 유체 정제 장치를 포함한다. 예를 들어, 상기 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구 및 적어도 하나의 제2 유출구를 갖는 전하 기반 정제 장치를 포함하고, 기계적 회전 시스템을 통해 제2 유입구와 제2 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된다. 일부 예에서, 상기 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구 및 적어도 하나의 제2 유출구를 가지며, 단계적 선형 시스템을 통해 제2 유입구와 제2 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된다. 다른 예에서, 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구 및 적어도 하나의 제2 유출구를 갖는 자유 흐름 전기영동 장치를 포함하고, 제2 유입구와 제2 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된다. 구현예들에서, 본원에 기재된 공정은 이로써 생물학적 생성물을 정제한다.In embodiments, the process directs a biological product from at least one first outlet of a first module to a second module having at least one inlet for receiving a flow from at least one first outlet of the first module. and the second module comprises an isoelectric point-based fluid purification device, also referred to herein as a charge-based purification device, or a free flow electrophoresis device. In another embodiment, the process directs the biological product from at least one first outlet of the first module to a second module having at least one inlet for receiving the flow from the at least one first outlet of the first module. and the second module comprises an isoelectric point-based fluid purification device, also referred to herein as a charge-based purification device or a free flow electrophoresis device. For example, the second module comprises a charge-based purification device having at least one second inlet and at least one second outlet, with continuous fluid flow between the second inlet and the second outlet via a mechanical rotation system. is configured to allow In some examples, the second module has at least one second inlet and at least one second outlet and is configured to allow continuous fluid flow between the second inlet and the second outlet through a staged linear system. In another example, the second module includes a free flow electrophoresis device having at least one second inlet and at least one second outlet and is configured to allow continuous fluid flow between the second inlet and the second outlet. . In embodiments, the processes described herein thereby purify a biological product.

구현예들에서, 본 명세서에는 입력 라인을 통해, 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 연속적으로 수용하고, 동적 여과에 의해 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 제거하는 것을 포함하는 생물학적 생성물을 정제하는 공정도 제공된다. 일부 구현예에서, 동적 여과 공정은 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 제거하기 위한 연속 공정일 수 있다. 상기 동적 여과 공정은 부압 하에 입력 라인과 유체 소통하는 적어도 하나의 출력 헤드로부터 동적 여과 모듈로 생물학적 생성물을 연속적으로 공급함으로써 생물학적 생성물을 포함하는 여액을 생성하는 동적 여과 모듈을 포함한다.In embodiments, herein is a process diagram for purifying a biological product comprising continuously receiving, through an input line, a heterogeneous mixture comprising the biological product, and removing large impurities from the heterogeneous mixture by dynamic filtration. Provided. In some embodiments, the dynamic filtration process can be a continuous process to remove large impurities from a heterogeneous mixture. The dynamic filtration process includes a dynamic filtration module generating a filtrate comprising biological product by continuously supplying biological product to the dynamic filtration module from at least one output head in fluid communication with an input line under negative pressure.

구현예들에서, 상기 공정은 용액을 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 여액을 전달하는 것을 포함하며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 다른 구현예에서, 상기 공정은 용액을 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 여액을 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 구현예들에서, 상기 제1 모듈은 친화도 기반의 유체 정제 장치를 포함한다. 예를 들어, 제1 모듈은 적어도 하나의 제1 유입구와 적어도 하나의 제1 유출구를 가지며, 제1 유입구와 제1 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된다.In embodiments, the process includes passing the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. In another embodiment, the process comprises continuously passing the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. In embodiments, the first module includes an affinity-based fluid purification device. For example, the first module has at least one first inlet and at least one first outlet and is configured to allow continuous fluid flow between the first inlet and the first outlet.

구현예들에서, 상기 공정은 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 전달하는 것을 포함하며, 상기 제2 모듈은 전하 기반의 유체 정제 장치, 또는 본 명세서에서 자유 흐름 전기영동 장치라고도 하는, 등전점 기반의 유체 정제 장치를 포함한다. 구현예들에서, 상기 공정은 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 상기 제2 모듈은 전하 기반의 유체 정제 장치, 또는 본 명세서에서 자유 흐름 전기영동 장치라고도 하는, 등전점 기반의 유체 정제 장치를 포함한다. 예를 들어, 상기 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구 및 적어도 하나의 제2 유출구를 갖는 전하 기반의 유체 정제 장치를 포함하고, 제2 유입구와 제2 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된다. 다른 예에서, 상기 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구 및 적어도 하나의 제2 유출구를 갖는 자유 흐름 전기영동 장치를 포함하고, 제2 유입구와 제2 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된다. 구현예들에서, 본원에 기재된 공정은 이로써 생물학적 생성물을 정제한다.In embodiments, the process directs a biological product from at least one first outlet of a first module to a second module having at least one inlet for receiving a flow from at least one first outlet of the first module. and the second module comprises an isoelectric point-based fluid purification device, also referred to herein as a charge-based fluid purification device, or a free flow electrophoresis device. In embodiments, the process directs a biological product from at least one first outlet of a first module to a second module having at least one inlet for receiving a flow from at least one first outlet of the first module. and the second module comprises an isoelectric point-based fluid purification device, also referred to herein as a charge-based fluid purification device, or a free flow electrophoresis device. For example, the second module comprises a charge-based fluid purification device having at least one second inlet and at least one second outlet, to permit continuous fluid flow between the second inlet and the second outlet. It consists of In another example, the second module comprises a free flow electrophoresis device having at least one second inlet and at least one second outlet and configured to allow continuous fluid flow between the second inlet and the second outlet. do. In embodiments, the processes described herein thereby purify a biological product.

구현예들에서, 상기 공정은 용액을 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 여액을 전달하는 것을 포함하며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 다른 구현예에서, 상기 공정은 용액을 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 여액을 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 구현예들에서, 상기 제1 모듈은 친화도 기반의 접선 유동 여과(tangential flow filtration: TFF) 정제 장치를 포함한다. 예를 들어, 제1 모듈은 적어도 하나의 제1 유입구와 적어도 하나의 제1 유출구를 가지며, 제1 유입구와 제1 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된다.In embodiments, the process includes passing the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. In another embodiment, the process comprises continuously passing the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. In embodiments, the first module comprises an affinity based tangential flow filtration (TFF) purification device. For example, the first module has at least one first inlet and at least one first outlet and is configured to allow continuous fluid flow between the first inlet and the first outlet.

구현예들에서, 상기 공정은 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 전달하는 것을 포함하며, 상기 제2 모듈은 전하 기반의 TFF 정제 장치, 또는 본 명세서에서 자유 흐름 전기영동 장치라고도 하는, 등전점 기반의 유체 정제 장치를 포함한다. 다른 구현예에서, 상기 공정은 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 상기 제2 모듈은 전하 기반의 TFF 정제 장치, 또는 본 명세서에서 자유 흐름 전기영동 장치라고도 하는, 등전점 기반의 유체 정제 장치를 포함한다. 예를 들어, 상기 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구 및 적어도 하나의 제2 유출구를 갖는 전하 기반 TFF 정제 장치를 포함하고, 제2 유입구와 제2 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된다. 다른 예에서, 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구 및 적어도 하나의 제2 유출구를 갖는 자유 흐름 전기영동 장치를 포함하고, 제2 유입구와 제2 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된다. 구현예들에서, 본원에 기재된 공정은 이로써 생물학적 생성물을 정제한다.In embodiments, the process directs a biological product from at least one first outlet of a first module to a second module having at least one inlet for receiving a flow from at least one first outlet of the first module. and the second module comprises an isoelectric point-based fluid purification device, also referred to herein as a charge-based TFF purification device, or a free flow electrophoresis device. In another embodiment, the process directs the biological product from at least one first outlet of the first module to a second module having at least one inlet for receiving the flow from the at least one first outlet of the first module. wherein the second module comprises a charge-based TFF purification device, or an isoelectric point-based fluid purification device, also referred to herein as a free flow electrophoresis device. For example, the second module comprises a charge-based TFF purification device having at least one second inlet and at least one second outlet and configured to allow continuous fluid flow between the second inlet and the second outlet. do. In another example, the second module includes a free flow electrophoresis device having at least one second inlet and at least one second outlet and is configured to allow continuous fluid flow between the second inlet and the second outlet. . In embodiments, the processes described herein thereby purify a biological product.

본원에 기재된 바와 같이, 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 제거하는 공정은 원심분리, 디스크-스택 원심분리(disk-stack centrifugation), 심층 여과, 정적 여과, 접선 유동 여과, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지 않는다. 대안적으로, 본원에 기재된 공정은, 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 원심분리기 및 심층 여과 공정에 의해 임의의 큰 불순물이 제거된 입력으로부터 유래된 입력 라인을 통해 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 수용할 수 있다.As described herein, processes for removing large impurities from heterogeneous mixtures include centrifugation, disk-stack centrifugation, depth filtration, static filtration, tangential flow filtration, or any combination thereof. I never do that. Alternatively, the processes described herein may, for example, without intending to be limiting, a heterogeneous mixture comprising a biological product via an input line derived from an input from which any large impurities have been removed by a centrifuge and depth filtration process. can accommodate

본원에 기재된 바와 같이, 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거하는 공정은 원심분리, 디스크-스택 원심분리, 심층 여과, 정적 여과, 접선 유동 여과, 하이드로사이클론(hydrocyclone), 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지 않는다. 대안적으로, 본원에 기재된 공정은, 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 연속적인 디스크-스택 원심분리기 및 심층 여과 공정 또는 하이드로사이클론 공정에 의해 임의의 연속적인 큰 불순물이 제거된 입력으로부터 유래된 입력 라인을 통해 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 연속적으로 수용할 수 있다.As described herein, processes for continuously removing large impurities from heterogeneous mixtures include centrifugation, disk-stack centrifugation, depth filtration, static filtration, tangential flow filtration, hydrocyclones, or any combination thereof. does not include Alternatively, the processes described herein may be used, for example, without intending to be limiting, from a continuous disk-stack centrifuge and an input derived from any continuous large impurity-removed input by a depth filtration process or a hydrocyclone process. A heterogeneous mixture comprising biological products can be continuously received through the line.

구현예들에서, 본원에 기재된 공정은 생물반응기(bioreactor)에서 생산되는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)을 정제하는 것을 포함한다. 일부 구현예에서, 본원에 기재된 공정은 생물반응기에서 연속적으로 생산되는 생물학적 생성물을 정제하는 것을 포함한다. 예를 들어, 생물반응기는 정상 상태의 세포 배양 성장 조건을 가능하게 하는 생물반응기 공급 라인 및 출력 배출 라인(output bleed line)을 포함하고, 상기 출력 배출 라인은 생물반응기로부터 동적 여과 모듈로의 연속 유체 흐름을 허용하는 입력 라인으로서 기능한다. 예를 들어, 생물반응기 유형은 유가식 생물반응기(fed-batch bioreactor), 관류 생물반응기(perfusion bioreactor), 케모스탯 생물반응기(chemostat bioreactor), 또는 다구획 생물반응기(multi-compartment bioreactor)를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 생물반응기 배출 라인으로부터의 흐름은 항상 다운스트림 정제 시스템으로 공급된다. 대안적으로, 본원에 기재된 공정은 생물반응기에서 생산되지 않는 생물학적 생성물(예를 들어, mRNA)을 정제하는 것을 포함한다.In embodiments, the processes described herein include purifying a biological product (eg, a monoclonal antibody) produced in a bioreactor. In some embodiments, the processes described herein include purifying a biological product produced continuously in a bioreactor. For example, a bioreactor includes a bioreactor supply line and an output bleed line that enable steady-state cell culture growth conditions, the output bleed line providing continuous fluid flow from the bioreactor to the dynamic filtration module. It serves as an input line allowing flow. For example, bioreactor types include fed-batch bioreactors, perfusion bioreactors, chemostat bioreactors, or multi-compartment bioreactors, but , but not limited thereto. For example, the flow from the bioreactor discharge line is always fed to a downstream purification system. Alternatively, the processes described herein include purifying a biological product (eg, mRNA) that is not produced in a bioreactor.

구현예들에서, 본 명세서에는 생물학적 생성물을 정제하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 입력 라인을 통해, 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 수용하는 단계, 부압 하에 입력 라인과 유체 소통하는 적어도 하나의 출력 헤드로부터 동적 여과 모듈로 생물학적 생성물을 공급하여 동적 여과 모듈에서 동적 여과에 의해 불균질 혼합물로부터 불순물을 제거함으로써 생물학적 생성물을 포함하는 여액이 생성되는 단계; 용액을, 생물학적 생성물을 포함하는 적어도 하나의 분획을 포함하는 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 상기 여액을 전달하는 단계 - 이때, 제1 모듈은 친화도 기반의 자성 정제 장치를 포함하고, 상기 제1 모듈은 적어도 하나의 제1 유입구 및 적어도 하나의 제1 유출구를 가지며, 루프 컨베이어 시스템 또는 픽앤플레이스 로봇 시스템을 통해 제1 유입구와 제1 유출구 사이의 유체 흐름을 허용하도록 구성됨 -; 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 전달하는 단계 - 이때, 상기 제2 모듈은 전하 기반의 자성 정제 장치를 포함하고, 상기 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구 및 적어도 하나의 제2 유출구를 가지며, 루프 컨베이어 시스템 또는 픽앤플레이스 로봇 시스템을 통해 제2 유입구와 제2 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성됨 -; 및 이로써 생물학적 생성물을 정제하는 단계를 포함한다.In embodiments, provided herein is a method of purifying a biological product comprising receiving, via an input line, a heterogeneous mixture comprising the biological product, at least one in fluid communication with the input line under negative pressure. feeding the biological product from the output head to a dynamic filtration module to remove impurities from the heterogeneous mixture by dynamic filtration in the dynamic filtration module to produce a filtrate comprising the biological product; passing the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions comprising at least one fraction comprising a biological product, wherein the first module comprises an affinity-based magnetic purification device. wherein the first module has at least one first inlet and at least one first outlet and is configured to allow fluid flow between the first inlet and the first outlet via a loop conveyor system or a pick and place robotic system; ; conveying a fraction comprising a biological product from at least one first outlet of a first module to a second module having at least one inlet for receiving a flow from at least one first outlet of the first module; At this time, the second module includes a charge-based magnetic purifying device, the second module has at least one second inlet and at least one second outlet, and the second module is operated by a loop conveyor system or a pick-and-place robot system. configured to allow continuous fluid flow between the inlet and the second outlet; and thereby purifying the biological product.

다른 구현예에서는, 생물학적 생성물을 정제하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 입력 라인을 통해, 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 수용하는 단계; 부압 하에 입력 라인과 유체 소통하는 적어도 하나의 출력 헤드로부터 동적 여과 모듈로 생물학적 생성물을 공급하여 동적 여과 모듈에서 동적 여과에 의해 불균질 혼합물로부터 불순물을 제거함으로써 생물학적 생성물을 포함하는 여액이 생성되는 단계; 용액을, 생물학적 생성물을 포함하는 적어도 하나의 분획을 포함하는 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 상기 여액을 전달하는 단계 - 이때, 상기 제1 모듈은 친화도 기반의 자성 정제 장치를 포함하고, 상기 제1 모듈은 적어도 하나의 제1 유입구 및 적어도 하나의 제1 유출구를 가지며, 루프 컨베이어 시스템 또는 픽앤플레이스 로봇 시스템을 통해 제1 유입구와 제1 유출구 사이의 유체 흐름을 허용하도록 구성됨 -; 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 전달하는 단계 - 이때, 상기 제2 모듈은 본 명세서에서 자유 흐름 전기영동 장치라고도 하는, 등전점 기반의 유체 정제 장치를 포함하고, 상기 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구 및 적어도 하나의 제2 유출구를 가지며, 제2 유입구와 제2 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성됨 -; 및 이로써 생물학적 생성물을 정제하는 단계를 포함한다.In another embodiment, a method of purifying a biological product is provided. The method comprises receiving, via an input line, a heterogeneous mixture comprising a biological product; supplying a biological product under negative pressure from at least one output head in fluid communication with the input line to a dynamic filtration module to remove impurities from the heterogeneous mixture by dynamic filtration in the dynamic filtration module to produce a filtrate comprising the biological product; passing the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions including at least one fraction containing a biological product, wherein the first module is an affinity-based magnetic purification device wherein the first module has at least one first inlet and at least one first outlet and is configured to allow fluid flow between the first inlet and the first outlet via a loop conveyor system or a pick and place robotic system. -; conveying a fraction comprising a biological product from at least one first outlet of a first module to a second module having at least one inlet for receiving a flow from at least one first outlet of the first module; At this time, the second module includes an isoelectric point-based fluid purification device, also referred to herein as a free flow electrophoresis device, the second module has at least one second inlet and at least one second outlet, 2 configured to allow continuous fluid flow between the inlet and the second outlet; and thereby purifying the biological product.

구현예들에서, 생물학적 생성물을 정제하는 방법이 포함되며, 상기 방법은 입력 라인을 통해, 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 수용하는 단계; 부압 하에 입력 라인과 유체 소통하는 적어도 하나의 출력 헤드로부터 동적 여과 모듈로 생물학적 생성물을 공급하여 동적 여과 모듈에서 동적 여과에 의해 불균질 혼합물로부터 불순물을 제거함으로써 생물학적 생성물을 포함하는 여액이 생성되는 단계; 용액을, 생물학적 생성물을 포함하는 적어도 하나의 분획을 포함하는 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 상기 여액을 전달하는 단계 - 이때, 상기 제1 모듈은 친화도 기반 정제 장치를 포함하고, 상기 제1 모듈은 적어도 하나의 제1 유입구 및 적어도 하나의 제1 유출구를 가지며, 기계적 회전 시스템을 통해 제1 유입구와 제1 유출구 사이의 유체 흐름을 허용하도록 구성됨 -; 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 전달하는 단계 - 이때, 상기 제2 모듈은 전하 기반 정제 장치를 포함하고, 상기 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구 및 적어도 하나의 제2 유출구를 가지며, 기계적 회전 시스템을 통해 제2 유입구와 제2 유출구 사이의 유체 흐름을 허용하도록 구성됨 -; 및 이로써 생물학적 생성물을 정제하는 단계를 포함한다.In embodiments, a method of purifying a biological product is included, the method comprising receiving, via an input line, a heterogeneous mixture comprising the biological product; supplying a biological product under negative pressure from at least one output head in fluid communication with the input line to a dynamic filtration module to remove impurities from the heterogeneous mixture by dynamic filtration in the dynamic filtration module to produce a filtrate comprising the biological product; passing the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions comprising at least one fraction comprising a biological product, wherein the first module comprises an affinity based purification device. and wherein the first module has at least one first inlet and at least one first outlet and is configured to allow fluid flow between the first inlet and the first outlet through a mechanical rotation system; conveying a fraction comprising a biological product from at least one first outlet of a first module to a second module having at least one inlet for receiving a flow from at least one first outlet of the first module; At this time, the second module includes a charge-based purification device, the second module has at least one second inlet and at least one second outlet, and a mechanical rotation system is used to move between the second inlet and the second outlet. configured to allow fluid flow; and thereby purifying the biological product.

다른 구현예에서, 생물학적 생성물을 정제하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 입력 라인을 통해, 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 수용하는 단계; 부압 하에 입력 라인과 유체 소통하는 적어도 하나의 출력 헤드로부터 동적 여과 모듈로 생물학적 생성물을 공급하여 동적 여과 모듈에서 동적 여과에 의해 불균질 혼합물로부터 불순물을 제거함으로써 생물학적 생성물을 포함하는 여액이 생성되는 단계; 용액을, 생물학적 생성물을 포함하는 적어도 하나의 분획을 포함하는 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 상기 여액을 전달하는 단계 - 이때, 상기 제1 모듈은 친화도 기반 정제 장치를 포함하고, 상기 제1 모듈은 적어도 하나의 제1 유입구 및 적어도 하나의 제1 유출구를 가지며, 기계적 회전 시스템을 통해 제1 유입구와 제1 유출구 사이의 유체 흐름을 허용하도록 구성됨 -; 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 전달하는 단계 - 이때, 상기 제2 모듈은 본 명세서에서 자유 흐름 전기영동 장치라고도 하는, 등전점 기반의 유체 정제 장치를 포함하고, 상기 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구 및 적어도 하나의 제2 유출구를 가지며, 제2 유입구와 제2 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성됨 -; 및 이로써 생물학적 생성물을 정제하는 단계를 포함한다.In another embodiment, a method of purifying a biological product is provided, the method comprising receiving, via an input line, a heterogeneous mixture comprising the biological product; supplying a biological product from at least one output head in fluid communication with the input line under negative pressure to a dynamic filtration module to remove impurities from the heterogeneous mixture by dynamic filtration in the dynamic filtration module to produce a filtrate comprising the biological product; passing the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions comprising at least one fraction comprising a biological product, wherein the first module comprises an affinity based purification device. and wherein the first module has at least one first inlet and at least one first outlet and is configured to allow fluid flow between the first inlet and the first outlet through a mechanical rotation system; conveying a fraction comprising a biological product from at least one first outlet of a first module to a second module having at least one inlet for receiving a flow from at least one first outlet of the first module; In this case, the second module includes an isoelectric point-based fluid purification device, also referred to herein as a free flow electrophoresis device, the second module has at least one second inlet and at least one second outlet, 2 configured to allow continuous fluid flow between the inlet and the second outlet; and thereby purifying the biological product.

구현예들에서, 생물학적 생성물을 정제하는 방법이 포함되며, 상기 방법은 입력 라인을 통해, 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 수용하는 단계; 부압 하에 입력 라인과 유체 소통하는 적어도 하나의 출력 헤드로부터 동적 여과 모듈로 생물학적 생성물을 공급하여 동적 여과 모듈에서 동적 여과에 의해 불균질 혼합물로부터 불순물을 제거함으로써 생물학적 생성물을 포함하는 여액이 생성되는 단계; 용액을, 생물학적 생성물을 포함하는 적어도 하나의 분획을 포함하는 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 상기 여액을 전달하는 단계 - 이때, 상기 제1 모듈은 친화도 기반 정제 장치를 포함하고, 상기 제1 모듈은 적어도 하나의 제1 유입구 및 적어도 하나의 제1 유출구를 가지며, 단계적 선형 시스템을 통해 제1 유입구와 제1 유출구 사이의 유체 흐름을 허용하도록 구성됨 -; 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 전달하는 단계 - 이때, 상기 제2 모듈은 전하 기반 정제 장치를 포함하고, 상기 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구 및 적어도 하나의 제2 유출구를 가지며, 단계적 선형 시스템을 통해 제2 유입구와 제2 유출구 사이의 유체 흐름을 허용하도록 구성됨 -; 및 이로써 생물학적 생성물을 정제하는 단계를 포함한다.In embodiments, a method of purifying a biological product is included, the method comprising receiving, via an input line, a heterogeneous mixture comprising the biological product; supplying a biological product under negative pressure from at least one output head in fluid communication with the input line to a dynamic filtration module to remove impurities from the heterogeneous mixture by dynamic filtration in the dynamic filtration module to produce a filtrate comprising the biological product; passing the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions comprising at least one fraction comprising a biological product, wherein the first module comprises an affinity based purification device. and wherein the first module has at least one first inlet and at least one first outlet and is configured to allow fluid flow between the first inlet and the first outlet through a staged linear system; conveying a fraction comprising a biological product from at least one first outlet of a first module to a second module having at least one inlet for receiving a flow from at least one first outlet of the first module; In this case, the second module includes a charge-based purification device, the second module has at least one second inlet and at least one second outlet, and a distance between the second inlet and the second outlet is formed through a stepwise linear system. configured to allow fluid flow; and thereby purifying the biological product.

다른 구현예에서, 생물학적 생성물을 정제하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 입력 라인을 통해, 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 수용하는 단계; 부압 하에 입력 라인과 유체 소통하는 적어도 하나의 출력 헤드로부터 동적 여과 모듈로 생물학적 생성물을 공급하여 동적 여과 모듈에서 동적 여과에 의해 불균질 혼합물로부터 불순물을 제거함으로써 생물학적 생성물을 포함하는 여액이 생성되는 단계; 용액을, 생물학적 생성물을 포함하는 적어도 하나의 분획을 포함하는 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 상기 여액을 전달하는 단계 - 이때, 상기 제1 모듈은 친화도 기반 정제 장치를 포함하고, 상기 제1 모듈은 적어도 하나의 제1 유입구 및 적어도 하나의 제1 유출구를 가지며, 단계적 선형 시스템을 통해 제1 유입구와 제1 유출구 사이의 유체 흐름을 허용하도록 구성됨 -; 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 전달하는 단계 - 이때, 상기 제2 모듈은 본 명세서에서 자유 흐름 전기영동 장치라고도 하는, 등전점 기반의 유체 정제 장치를 포함하고, 상기 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구 및 적어도 하나의 제2 유출구를 가지며, 제2 유입구와 제2 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성됨 -; 및 이로써 생물학적 생성물을 정제하는 단계를 포함한다.In another embodiment, a method of purifying a biological product is provided, the method comprising receiving, via an input line, a heterogeneous mixture comprising the biological product; supplying a biological product under negative pressure from at least one output head in fluid communication with the input line to a dynamic filtration module to remove impurities from the heterogeneous mixture by dynamic filtration in the dynamic filtration module to produce a filtrate comprising the biological product; passing the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions comprising at least one fraction comprising a biological product, wherein the first module comprises an affinity based purification device. and wherein the first module has at least one first inlet and at least one first outlet and is configured to allow fluid flow between the first inlet and the first outlet through a staged linear system; conveying a fraction comprising a biological product from at least one first outlet of a first module to a second module having at least one inlet for receiving a flow from at least one first outlet of the first module; At this time, the second module includes an isoelectric point-based fluid purification device, also referred to herein as a free flow electrophoresis device, the second module has at least one second inlet and at least one second outlet, 2 configured to allow continuous fluid flow between the inlet and the second outlet; and thereby purifying the biological product.

구현예들에서, 생물학적 생성물을 정제하는 방법이 포함되며, 상기 방법은 입력 라인을 통해, 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 수용하는 단계; 부압 하에 입력 라인과 유체 소통하는 적어도 하나의 출력 헤드로부터 동적 여과 모듈로 생물학적 생성물을 공급하여 동적 여과 모듈에서 동적 여과에 의해 불균질 혼합물로부터 불순물을 제거함으로써 생물학적 생성물을 포함하는 여액이 생성되는 단계; 용액을, 생물학적 생성물을 포함하는 적어도 하나의 분획을 포함하는 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 상기 여액을 전달하는 단계 - 이때, 상기 제1 모듈은 친화도 기반의 유체 정제 장치를 포함하고, 상기 제1 모듈은 적어도 하나의 제1 유입구 및 적어도 하나의 제1 유출구를 가지며, 제1 유입구와 제1 유출구 사이의 유체 흐름을 허용하도록 구성됨 -; 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 전달하는 단계 - 이때, 상기 제2 모듈은 전하 기반의 유체 정제 장치를 포함하고, 상기 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구 및 적어도 하나의 제2 유출구를 가지며, 제2 유입구와 제2 유출구 사이의 유체 흐름을 허용하도록 구성됨 -; 및 이로써 생물학적 생성물을 정제하는 단계를 포함한다.In embodiments, a method of purifying a biological product is included, the method comprising receiving, via an input line, a heterogeneous mixture comprising the biological product; supplying a biological product under negative pressure from at least one output head in fluid communication with the input line to a dynamic filtration module to remove impurities from the heterogeneous mixture by dynamic filtration in the dynamic filtration module to produce a filtrate comprising the biological product; passing the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions comprising at least one fraction comprising a biological product, wherein the first module is an affinity-based fluid purification device wherein the first module has at least one first inlet and at least one first outlet and is configured to allow fluid flow between the first inlet and the first outlet; conveying a fraction comprising a biological product from at least one first outlet of a first module to a second module having at least one inlet for receiving a flow from at least one first outlet of the first module; At this time, the second module includes a charge-based fluid purification device, the second module has at least one second inlet and at least one second outlet, and controls the fluid flow between the second inlet and the second outlet. configured to allow -; and thereby purifying the biological product.

다른 구현예에서, 생물학적 생성물을 정제하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 입력 라인을 통해, 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 수용하는 단계; 부압 하에 입력 라인과 유체 소통하는 적어도 하나의 출력 헤드로부터 동적 여과 모듈로 생물학적 생성물을 공급하여 동적 여과 모듈에서 동적 여과에 의해 불균질 혼합물로부터 불순물을 제거함으로써 생물학적 생성물을 포함하는 여액이 생성되는 단계; 용액을, 생물학적 생성물을 포함하는 적어도 하나의 분획을 포함하는 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 상기 여액을 전달하는 단계 - 이때, 상기 제1 모듈은 친화도 기반의 유체 정제 장치를 포함하고, 상기 제1 모듈은 적어도 하나의 제1 유입구 및 적어도 하나의 제1 유출구를 가지며, 제1 유입구와 제1 유출구 사이의 유체 흐름을 허용하도록 구성됨 -; 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 전달하는 단계 - 이때, 상기 제2 모듈은 본 명세서에서 자유 흐름 전기영동 장치라고도 하는, 등전점 기반의 유체 정제 장치를 포함하고, 상기 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구 및 적어도 하나의 제2 유출구를 가지며, 제2 유입구와 제2 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성됨 -; 및 이로써 생물학적 생성물을 정제하는 단계를 포함한다.In another embodiment, a method of purifying a biological product is provided, the method comprising receiving, via an input line, a heterogeneous mixture comprising the biological product; supplying a biological product under negative pressure from at least one output head in fluid communication with the input line to a dynamic filtration module to remove impurities from the heterogeneous mixture by dynamic filtration in the dynamic filtration module to produce a filtrate comprising the biological product; passing the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions comprising at least one fraction comprising a biological product, wherein the first module is an affinity-based fluid purification device wherein the first module has at least one first inlet and at least one first outlet and is configured to allow fluid flow between the first inlet and the first outlet; conveying a fraction comprising a biological product from at least one first outlet of a first module to a second module having at least one inlet for receiving a flow from at least one first outlet of the first module; At this time, the second module includes an isoelectric point-based fluid purification device, also referred to herein as a free flow electrophoresis device, the second module has at least one second inlet and at least one second outlet, 2 configured to allow continuous fluid flow between the inlet and the second outlet; and thereby purifying the biological product.

구현예들에서, 생물학적 생성물을 정제하는 방법이 포함되며, 상기 방법은 입력 라인을 통해, 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 수용하는 단계; 부압 하에 입력 라인과 유체 소통하는 적어도 하나의 출력 헤드로부터 동적 여과 모듈로 생물학적 생성물을 공급하여 동적 여과 모듈에서 동적 여과에 의해 불균질 혼합물로부터 불순물을 제거함으로써 생물학적 생성물을 포함하는 여액이 생성되는 단계; 용액을, 생물학적 생성물을 포함하는 적어도 하나의 분획을 포함하는 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 상기 여액을 전달하는 단계 - 이때, 상기 제1 모듈은 친화도 기반 TFF 정제 장치를 포함하고, 상기 제1 모듈은 적어도 하나의 제1 유입구 및 적어도 하나의 제1 유출구를 가지며, 제1 유입구와 제1 유출구 사이의 유체 흐름을 허용하도록 구성됨 -; 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 전달하는 단계 - 이때, 상기 제2 모듈은 전하 기반 TFF 정제 장치를 포함하고, 상기 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구 및 적어도 하나의 제2 유출구를 가지며, 상기 제2 유입구와 상기 제2 유출구 사이의 유체 흐름을 허용하도록 구성됨 -; 및 이로써 생물학적 생성물을 정제하는 단계를 포함한다.In embodiments, a method of purifying a biological product is included, the method comprising receiving, via an input line, a heterogeneous mixture comprising the biological product; supplying a biological product from at least one output head in fluid communication with the input line under negative pressure to a dynamic filtration module to remove impurities from the heterogeneous mixture by dynamic filtration in the dynamic filtration module to produce a filtrate comprising the biological product; passing the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions comprising at least one fraction comprising a biological product, wherein the first module comprises an affinity based TFF purification device. wherein the first module has at least one first inlet and at least one first outlet and is configured to allow fluid flow between the first inlet and the first outlet; conveying a fraction comprising a biological product from at least one first outlet of a first module to a second module having at least one inlet for receiving a flow from at least one first outlet of the first module; At this time, the second module comprises a charge-based TFF purification device, the second module has at least one second inlet and at least one second outlet, and the fluid flow between the second inlet and the second outlet configured to allow -; and thereby purifying the biological product.

다른 구현예에서, 생물학적 생성물을 정제하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 입력 라인을 통해, 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 수용하는 단계; 부압 하에 입력 라인과 유체 소통하는 적어도 하나의 출력 헤드로부터 동적 여과 모듈로 생물학적 생성물을 공급하여 동적 여과 모듈에서 동적 여과에 의해 불균질 혼합물로부터 불순물을 제거함으로써 생물학적 생성물을 포함하는 여액이 생성되는 단계; 용액을, 생물학적 생성물을 포함하는 적어도 하나의 분획을 포함하는 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 상기 여액을 전달하는 단계 - 이때, 상기 제1 모듈은 친화도 기반 TFF 정제 장치를 포함하고, 상기 제1 모듈은 적어도 하나의 제1 유입구 및 적어도 하나의 제1 유출구를 가지며, 제1 유입구와 제1 유출구 사이의 유체 흐름을 허용하도록 구성됨 -; 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 전달하는 단계 - 이때, 상기 제2 모듈은 본 명세서에서 자유 흐름 전기영동 장치라고도 하는, 등전점 기반의 유체 정제 장치를 포함하고, 상기 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구 및 적어도 하나의 제2 유출구를 가지며, 제2 유입구와 제2 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성됨 -; 및 이로써 생물학적 생성물을 정제하는 단계를 포함한다.In another embodiment, a method of purifying a biological product is provided, the method comprising receiving, via an input line, a heterogeneous mixture comprising the biological product; supplying a biological product under negative pressure from at least one output head in fluid communication with the input line to a dynamic filtration module to remove impurities from the heterogeneous mixture by dynamic filtration in the dynamic filtration module to produce a filtrate comprising the biological product; passing the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions comprising at least one fraction comprising a biological product, wherein the first module comprises an affinity based TFF purification device. wherein the first module has at least one first inlet and at least one first outlet and is configured to allow fluid flow between the first inlet and the first outlet; conveying a fraction comprising a biological product from at least one first outlet of a first module to a second module having at least one inlet for receiving a flow from at least one first outlet of the first module; At this time, the second module includes an isoelectric point-based fluid purification device, also referred to herein as a free flow electrophoresis device, the second module has at least one second inlet and at least one second outlet, 2 configured to allow continuous fluid flow between the inlet and the second outlet; and thereby purifying the biological product.

본원에 기재된 공정 및 방법의 이점은 멤브레인 오염 또는 폐색 없이 큰 불순물(예를 들어, 세포, 세포 파편, 및 응집체)을 제거하는 능력을 포함한다. 예를 들어, 기존의 여과 또는 접선 유동 여과 시스템을 사용하여 세포 배양 배지로부터 세포, 세포 파편, 및 응집체를 정화(clarification)하는 것은 통상적으로 필터 멤브레인의 오염 또는 폐색을 초래하여, 이러한 방법이 장기간의 연속 공정을 통해 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거하는 수단으로 적합하지 않게 만든다. 이와 달리, 본원에 기재된 동적 여과 장치는 필터 멤브레인의 활성 표적 영역이 지속적으로 새로워지기 때문에, 멤브레인을 오염시키지 않으면서, 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거할 수 있도록 한다.Advantages of the processes and methods described herein include the ability to remove large impurities (eg, cells, cell debris, and aggregates) without membrane fouling or clogging. For example, clarification of cells, cell debris, and aggregates from cell culture media using conventional filtration or tangential flow filtration systems typically results in fouling or clogging of the filter membrane, making such methods unusable for long periods of time. It renders it unsuitable as a means for the continuous removal of large impurities from heterogeneous mixtures containing biological products by means of a continuous process. In contrast, the dynamic filtration devices described herein enable continuous removal of large impurities from heterogeneous mixtures containing biological products without fouling the membranes, because the active target area of the filter membrane is constantly being renewed.

추가로, 생물학적 생성물을 생산하고 정제하는 전 과정이 연속적일 수 있고, 전 과정에 걸쳐 약 0.1mL/분 내지 약 50mL/분 범위의 유속을 유지할 수 있기 때문에, 공정 장비 및 전체 공정 풋프린트(footprint)는 킬로그램/년 기준으로 제품 처리량 또는 수율을 희생하지 않고도 현재 표준 공정보다 훨씬 더 작은 풋프린트를 차지할 수 있다. 예를 들어, 본원에 기재된 단클론 항체를 생산 및 정제하는 공정은 최대 약 30,000평방피트를 차지하는 풋프린트에서 작동된다. 이와 달리, 현재의 단클론 항체 생산 및 다운스트림 공정에는 최소 200,000평방피트가 필요하다. 예를 들어, 생물학적 생성물을 정제하는 공정의 유속은 약 1mL/분 내지 약 10mL/분 범위이다. 일부 예에서, 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거하는 단계의 유속은 약 0.1mL/분 내지 약 50mL/분 범위이다. 다른 예에서, 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거하는 단계의 유속은 생물반응기 배출 라인으로부터의 유속과 동일하다. 다른 예에서, 여액을 제1 모듈로 연속적으로 전달하는 단계의 유속이 약 0.1mL/분 내지 약 50mL/분의 범위에 있는 공정이 제공된다. 또 다른 예에서, 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 제1 유출구로부터 제2 모듈로 연속적으로 전달하는 단계의 유속이 약 0.1mL/분 내지 약 50mL/분의 범위에 있는 공정이 제공된다.In addition, since the entire process of producing and purifying the biological product can be continuous and a flow rate in the range of about 0.1 mL / min to about 50 mL / min can be maintained throughout the process, the process equipment and overall process footprint ) can occupy a much smaller footprint than current standard processes without sacrificing product throughput or yield on a kilogram/year basis. For example, the processes for producing and purifying monoclonal antibodies described herein operate in footprints occupying up to about 30,000 square feet. In contrast, current monoclonal antibody production and downstream processing require a minimum of 200,000 square feet. For example, the flow rate of a process for purifying a biological product ranges from about 1 mL/min to about 10 mL/min. In some examples, the flow rate of the step of continuously removing large impurities from the heterogeneous mixture ranges from about 0.1 mL/min to about 50 mL/min. In another example, the flow rate of the step of continuously removing large impurities from the heterogeneous mixture is equal to the flow rate from the bioreactor discharge line. In another example, a process is provided wherein the flow rate of the step of continuously delivering the filtrate to the first module ranges from about 0.1 mL/min to about 50 mL/min. In another example, a process is provided wherein the flow rate of the step of continuously transferring a fraction comprising biological products from the first outlet to the second module ranges from about 0.1 mL/min to about 50 mL/min.

본원에 기재된 자성 수지 비드(예를 들어, 자성 아가로스) 또는 기존의 수지 비드(예를 들어, 아가로스)를 이용하는 공정 및 방법의 중요한 이점은, 이러한 시스템이 살균(sanitized), 재활용, 및/또는 재생을 위해 기존의 고정상 또는 패킹된 수지 컬럼(예를 들어, 표준 크로마토그래피용)을 필요로 하지 않는다는 점을 포함한다. 예를 들어, 이러한 시스템은 작동 중에 수지 비드들의 무한한 표면적을 생성하기 위해 수지 비드들(예를 들어, 자성 또는 비자성 수지 비드들)의 재활용 및/또는 재생을 제공하고, 결과적으로 연속적이고 비용 효율적인 방법을 제공한다.An important advantage of the processes and methods using magnetic resin beads (eg, magnetic agarose) or conventional resin beads (eg, agarose) described herein is that such systems are sanitized, recycled, and/or or that it does not require a conventional stationary phase or packed resin column (eg for standard chromatography) for regeneration. For example, such a system provides recycling and/or regeneration of resin beads (eg, magnetic or non-magnetic resin beads) to create infinite surface area of resin beads during operation, resulting in continuous and cost effective provides a way

환언하면, 본원에 기재된 모듈은 고정된 결합 또는 회합(association) 능력을 갖지 않는다. 구체적인 예로, 본원에 기재된 바와 같은 생물학적 생성물의 정제 동안 사용되는 수지 비드들은 지속적으로 재활용 및 재생되므로, 생물반응기 배출 라인으로부터의 흐름을 중단하지 않고 동적 여과 모듈 또는 정제 모듈 중 어느 하나에서 이전 단계의 흐름을 수용할 수 있다. 환언하면, 본 발명에 기재된 모듈은 이러한 단계들을 연속적으로 거치기 때문에, 실행 후 살균, 재생, 및/또는 재활용을 위해 유휴 상태로 둘 필요가 없다. 상기 방법은, 현재 방법이 수지 패킹 제약으로 인해 한정된 컬럼 용량 한계를 가지므로, 연속 입력 흐름을 수용하고 전체 용량에 도달한 컬럼의 재생 및/또는 재활용을 가능하게 하려면 여러 개의 패킹된 컬럼들의 컬럼 전환이 필요하다는 점에서 현재의 연속 크로마토그래피 방법과 다르다.In other words, the modules described herein do not have fixed binding or association capabilities. In a specific example, resin beads used during the purification of a biological product as described herein are continuously recycled and regenerated, such that the flow from the previous step in either the dynamic filtration module or the purification module without stopping the flow from the bioreactor discharge line can accommodate In other words, because the modules described in the present invention pass through these steps sequentially, they do not need to be left idle for sterilization, regeneration, and/or recycling after execution. The method requires column switching of several packed columns to accommodate a continuous input flow and enable regeneration and/or recycling of columns that have reached full capacity, as current methods have limited column capacity limitations due to resin packing constraints. It differs from current continuous chromatography methods in that it requires

본원에 기재된 방법의 또 다른 이점은 수지 비드들이 고정상에 패킹되지 않고, 오히려 수지 비드들이 이동한다는 점을 포함한다. 비드의 이러한 이동성은 실질적으로 더 많은 수지 비드 표면이 노출되고 결합이 자유로워지므로, 예를 들어, 더 많은 생물학적 생성물이 비드에 결합할 수 있으므로, 결합 또는 회합에 사용할 수 있는 표면적을 증가시킨다. 추가로, 통상적으로 패킹된 컬럼(예를 들어, 비드의 이동성이 부족하고, 표면적이 감소되는 경우) 내의 수지 비드는 컬럼을 통한 흐름을 생성하기 위해 높은 압력차에 노출된다. 이러한 높은 압력차는 비드의 무결성(integrity)을 손상시켜 컬럼 수명을 단축시킨다. 현재 기재된 발명의 이동성 수지 비드들은 실질적으로 더 낮은 압력을 받게 되어 깨지기 쉬운 비드들에게 훨씬 더 부드럽기 때문에 수명을 연장시킨다. 추가로, 이러한 이동성은 비드가 재생(예를 들어, 완전히 재생)되고, 초기 상태로 돌아갈 가능성을 높인다. 이는 또한, 예를 들어, 수지가 더 효율적으로 이용되기 때문에 본원에 기재된 방법의 비용 효율성을 높인다.Another advantage of the method described herein includes that the resin beads do not pack in the stationary phase, but rather the resin beads move. This mobility of the beads increases the surface area available for binding or association as substantially more of the resin bead surface is exposed and free to bind, eg, more biological products can bind to the beads. In addition, resin beads in conventionally packed columns (e.g., where the mobility of the beads is poor and the surface area is reduced) are exposed to high pressure differentials to create flow through the column. This high pressure differential compromises the integrity of the beads and shortens column life. The mobile resin beads of the presently described invention are subjected to substantially lower pressures and therefore are much softer to the fragile beads, thereby extending their lifespan. Additionally, this mobility increases the likelihood that the bead will regenerate (eg fully regenerate) and return to its initial state. This also makes the methods described herein more cost-effective because, for example, the resin is used more efficiently.

본원에 기재된 바와 같이, 청구된 방법 및 장치의 수지 비드는 공정 전반에 걸쳐 이동성이다. 기존의 크로마토그래피 정제 방법에는, 예를 들어, 비드들을 함께 충분히 패킹하여 고정상과 고밀도를 만드는 컬럼 패킹이 필요하다. 예를 들어, 비드는 공정 동안 용액에서 분리(순환 또는 분산)된 상태로 유지된다(예를 들어, 비드는 개별 비드임). 또한, 이동성 비드는 비드들이 함께 응집되지 않는 것, 예를 들어, 적어도 2개 이상의 비드들이 함께 응집되거나 그룹화되지 않는 것을 의미할 수도 있다. 추가로, 이동성 비드는 비드가 용액 내에서 분산되어 자유롭게 이동하는 작은 응집체를 형성할 수 있음을 의미할 수도 있다. 반대로, 본원에 사용된 비드는 패킹되지 않으나, 이동성을 유지하고, 용액 내에서 자유롭게 이동한다.As described herein, the resin beads of the claimed methods and apparatus are mobile throughout the process. Existing chromatographic purification methods require, for example, column packing to sufficiently pack the beads together to create a stationary phase and high density. For example, the beads are kept separate (circulated or dispersed) in solution during the process (eg, the beads are individual beads). Also, a mobile bead may mean that the beads do not aggregate together, eg, at least two or more beads do not aggregate or group together. Additionally, migratory beads may mean that the beads are dispersed in solution to form small agglomerates that move freely. In contrast, the beads used herein are not packed, but retain mobility and move freely in solution.

본원에 기재된 자유 흐름 전기영동을 이용하는 공정 및 방법의 중요한 이점은, 이 시스템이 "생성물 손실 없는(no product loss)" 공정을 나타낸다는 점, 즉, 분리가 수용액 내에서 표적 생물학적 생성물의 물리화학적 특성에 따라 전기장과의 상호작용을 통해 발생하기 때문에 생성물이 수지 또는 다른 정제 모이어티(moiety)와 상호작용할 필요가 없다는 점이다. 기존의 이온 교환 크로마토그래피와 비교하여 더 높은 순도의 생성물을 얻을 수 있기 때문에, 이 접근법의 분해능(예를 들어, 높은 수준의 물리화학적 유사성을 갖는 생성물을 정제하는 능력)에서 또 다른 이점이 관찰된다. 예를 들어, 본 명세서의 자유 흐름 전기영동 모듈 및 방법을 사용하여 적어도 약 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 또는 더 높은 순도의 생물학적 생성물을 얻을 수 있다. 또한, 본원에 기재된 방법 및 장치는 기존의 정제 및 크로마토그래피 방법에 비해 (생물학적 생성물의) 순도를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 수준과 관련하여 "증가된"이라는 용어는 대조 수준(예를 들어, 기존의 방법을 사용하여 정제한 후 얻은 순도 수준)을 초과하는 모든 % 증가율을 지칭한다. 다양한 구현예에서, 증가된 수준은, 기존의 정제 방법에 비해, 순도가 적어도 또는 약 1%, 2%, 3%, 4%, 또는 5% 증가, 적어도 또는 약 10% 증가, 적어도 또는 약 15% 증가, 적어도 또는 약 20% 증가, 적어도 또는 약 25% 증가, 적어도 또는 약 30% 증가, 적어도 또는 약 35% 증가, 적어도 또는 약 40% 증가, 적어도 또는 약 45% 증가, 적어도 또는 약 50% 증가, 적어도 또는 약 55% 증가, 적어도 또는 약 60% 증가, 적어도 또는 약 65% 증가, 적어도 또는 약 70% 증가, 적어도 또는 약 75% 증가, 적어도 또는 약 80% 증가, 적어도 또는 약 85% 증가, 적어도 또는 약 90% 증가, 적어도 또는 약 95% 증가일 수 있다. 본 발명의 다른 예에서, 본원에 기재된 방법 및 장치로부터 초래된 생물학적 생성물의 순도는, 표준 상업적 또는 크로마토그래피 기술을 사용한 생물학적 생성물의 순도와 비교하여, 약 1.1배, 1.2배, 1.3배, 1.4배, 1.5배, 1.6배, 1.7배, 1.8배, 1.9배, 2배, 2.1배, 2.2배, 2.3배, 2.4배, 2.5배, 2.6배, 2.7배, 2.8배, 2.9배, 또는 3.0배 증가한다.An important advantage of the processes and methods using free flow electrophoresis described herein is that the system exhibits a "no product loss" process, i.e., the separation is a physicochemical property of the target biological product in an aqueous solution. is that the product does not need to interact with a resin or other purification moiety, since it occurs through interaction with an electric field according to the Another advantage is observed in the resolution of this approach (e.g., the ability to purify products with a high degree of physicochemical similarity), as products of higher purity can be obtained compared to conventional ion exchange chromatography. . For example, at least about 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, or Higher purity biological products can be obtained. In addition, the methods and apparatus described herein can increase purity (of biological products) compared to existing purification and chromatography methods. For example, the term "increased" in reference to a level refers to any percent increase above a control level (eg, a level of purity obtained after purification using conventional methods). In various embodiments, the increased level is at least or about 1%, 2%, 3%, 4%, or 5% increase, at least or about 10% increase, at least or about 15% increase in purity, compared to existing purification methods. % increase, at least or about 20% increase, at least or about 25% increase, at least or about 30% increase, at least or about 35% increase, at least or about 40% increase, at least or about 45% increase, at least or about 50% increase, at least or about 55% increase, at least or about 60% increase, at least or about 65% increase, at least or about 70% increase, at least or about 75% increase, at least or about 80% increase, at least or about 85% increase , at least or about a 90% increase, at least or about a 95% increase. In other examples of the invention, the purity of the biological product resulting from the methods and apparatus described herein is about 1.1-fold, 1.2-fold, 1.3-fold, 1.4-fold as compared to the purity of the biological product using standard commercial or chromatographic techniques. , 1.5x, 1.6x, 1.7x, 1.8x, 1.9x, 2x, 2.1x, 2.2x, 2.3x, 2.4x, 2.5x, 2.6x, 2.7x, 2.8x, 2.9x, or 3.0x increase do.

추가로, 생물학적 생성물의 본질적인 물리화학적 특성(예를 들어, 등전점, 표면 전하, 순전하, 제타 전위, 전기영동 이동성, 정전기적 상호작용 등)에 기반하여 분리하는 것은, 단백질 또는 이의 단편(폴리펩티드), 항체 또는 이의 단편, 사이토카인, 케모카인, 성장 인자, 효소, 올리고뉴클레오티드, 바이러스, 아데노바이러스, 아데노 관련 바이러스(AAV), 또는 렌티바이러스를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 다양한 생물학적 생성물들의 정제를 위한 이러한 접근법의 유용성을 확장시킨다.In addition, separation based on the intrinsic physiochemical properties of biological products (e.g., isoelectric point, surface charge, net charge, zeta potential, electrophoretic mobility, electrostatic interaction, etc.) , antibodies or fragments thereof, cytokines, chemokines, growth factors, enzymes, oligonucleotides, viruses, adenoviruses, adeno-associated viruses (AAV), or lentiviruses. Extend the usefulness of the approach.

또한, 모듈식 접근 방식은 다양한 범위의 생물학적 생성물들을 수용하도록 공정 설계의 유연성을 제공한다.In addition, the modular approach provides flexibility in process design to accommodate a wide range of biological products.

구현예들에서, 본원에 기재된 공정에서, 동적 여과에 의한 정제 동안, 생물학적 생성물을 포함하는 여액이 생성되고, 부압 하에 약 50mL 내지 약 100L를 수집할 수 있는 진공 수집 용기로 공급된다. 예를 들어, 여액을 수집할 수 있는 진공 수집 용기는 약 1L 내지 약 10L이다. 다른 예에서, 여액을 수집할 수 있는 진공 수집 용기는 약 1L 내지 약 50L이다.In embodiments, in the process described herein, during purification by dynamic filtration, a filtrate comprising biological products is produced and fed to a vacuum collection vessel capable of collecting about 50 mL to about 100 L under negative pressure. For example, a vacuum collection vessel capable of collecting filtrate is from about 1 L to about 10 L. In another example, the vacuum collection vessel capable of collecting the filtrate is from about 1 L to about 50 L.

구현예들에서, 동적 여과 모듈은 불균질 혼합물의 흐름을 조절하고, 불균질 혼합물을 필터 멤브레인의 활성 표적 영역에 분배하기 위한 적어도 하나의 출력 헤드를 포함한다. 예를 들어, 상기 적어도 하나의 출력 헤드는 튜브 또는 슬롯 다이(slot die)이다.In embodiments, the dynamic filtration module includes at least one output head for regulating the flow of the heterogeneous mixture and distributing the heterogeneous mixture to an active target area of the filter membrane. For example, the at least one output head is a tube or slot die.

구현예들에서, 적어도 하나의 동적 여과 모듈은 동축 출력 헤드(coaxial output head), 별도의 단축 출력 헤드, 별도의 슬롯 다이 출력 헤드, 여러 개의 개구부가 있는 슬롯 다이 출력 헤드, 또는 이들의 임의의 조합을 통해 세척 버퍼를 공급하기 위한 적어도 하나의 추가 입력 라인을 추가로 포함할 수 있다.In embodiments, the at least one dynamic filtration module is a coaxial output head, a separate monoaxial output head, a separate slot die output head, a slot die output head with multiple openings, or any combination thereof. It may further include at least one additional input line for supplying the washing buffer through.

일부 구현예에서, 동적 여과 모듈은, 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 능동 또는 수동 에지 가이드(edge guide), 장력 조절장치(예를 들어, 댄서(dancer)), 브레이크 및 장력 검출기, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 당업자에게 공지된 요소들을 포함한다.In some embodiments, a dynamic filtration module may include, for example, without intending to be limiting, an active or passive edge guide, a tension regulator (eg, a dancer), a brake and a tension detector, or any of these It includes elements known to those skilled in the art, such as any combination of.

구현예들에서, 본 명세서의 공정은 (동적 여과 모듈에 대한 입력 라인과 유체 소통하는) 적어도 하나의 출력 헤드가 xy 래스터링(rastering) 또는 rθ 래스터링이 가능한 것을 포함한다. 예를 들어, 적어도 하나의 출력 헤드는 xy 래스터링이 가능하다. 일부 예에서, 적어도 하나의 출력 헤드는 rθ 래스터링이 가능하다. 다른 예에서, 적어도 하나의 출력 헤드는 z축을 따라 이동 가능하다. 또 다른 예에서, 적어도 하나의 출력 헤드는 xy 래스터링이 가능하고, z축을 따라 이동 가능하다.In implementations, the process herein includes at least one output head (in fluid communication with an input line to the dynamic filtration module) capable of xy rastering or rθ rastering. For example, at least one output head is capable of xy rastering. In some examples, at least one output head is capable of rθ rastering. In another example, at least one output head is movable along the z-axis. In another example, at least one output head is capable of xy rastering and is movable along the z axis.

구현예들에서, 동적 여과 모듈은 필터 멤브레인 롤(filter membrane roll), 멤브레인 지지 구조물, 적어도 하나의 지지 로드 또는 롤러, 적어도 하나의 진공 라인, 진공 시스템, 및 적어도 하나의 진공 수집 용기를 포함한다.In embodiments, a dynamic filtration module includes a filter membrane roll, a membrane support structure, at least one support rod or roller, at least one vacuum line, a vacuum system, and at least one vacuum collection vessel.

구현예들에서, 상기 필터 멤브레인 롤은 압연 필터 멤브레인(rolled filter membrane)을 포함하며, 이때 상기 필터 멤브레인은 폴리에테르설폰(PES), 친수성 폴리설폰, 셀룰로오스 에스테르, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 친수성 PVDF, 폴리카보네이트, 나일론, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 친수성 PTFE, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.In embodiments, the filter membrane roll comprises a rolled filter membrane, wherein the filter membrane is polyethersulfone (PES), hydrophilic polysulfone, cellulose ester, cellulose acetate, polyvinylidene fluoride ( PVDF), hydrophilic PVDF, polycarbonate, nylon, polytetrafluoroethylene (PTFE), hydrophilic PTFE, or any combination thereof.

구현예들에서, 압연 필터 멤브레인의 기공 크기는 정제되는 생물학적 생성물에 따라 달라진다. 예를 들어, 상기 압연 필터 멤브레인의 기공 크기는 0.1μm 내지 1μm의 범위 내에 있다. 대안적으로, 상기 기공 크기는 약 0.2μm 내지 약 0.45μm의 범위 내에 있거나, 상기 기공 크기는 약 0.45μm 미만이다. 다른 예에서, 항체를 정제할 때, 상기 압연 필터 멤브레인의 기공 크기는 0.2μm 내지 약 0.45μm의 범위 내에 있다.In embodiments, the pore size of the rolled filter membrane is dependent on the biological product being purified. For example, the pore size of the rolled filter membrane is in the range of 0.1 μm to 1 μm. Alternatively, the pore size is in the range of about 0.2 μm to about 0.45 μm, or the pore size is less than about 0.45 μm. In another example, when purifying antibodies, the rolled filter membrane has a pore size in the range of 0.2 μm to about 0.45 μm.

구현예들에서, 필터 멤브레인 롤의 폭은 약 10mm 내지 약 600mm이다. 예를 들어, 필터 멤브레인 롤의 폭은 동적 여과 시스템의 크기, 적어도 하나의 출력 헤드의 크기, 또는 멤브레인 지지 구조물에 따라 달라질 수 있다.In embodiments, the width of the filter membrane roll is between about 10 mm and about 600 mm. For example, the width of a filter membrane roll may vary depending on the size of the dynamic filtration system, the size of the at least one output head, or the membrane support structure.

구현예들에서, 필터 멤브레인 롤은 또한 수집 릴과 소통하는 공급 릴로서 기능하며, 즉, 상기 필터 멤브레인은 조립식 롤(prefabricated roll)에서 시작하여 초기에 비어 있는 수집 롤까지 이어져 릴투릴 시스템(reel-to-reel system)을 생성한다.In embodiments, the filter membrane roll also functions as a supply reel in communication with the collection reel, i.e., the filter membrane starts with a prefabricated roll and continues to an initially empty collection roll to form a reel-to-reel system. to-reel system).

구현예들에서, 동적 여과 모듈의 멤브레인 지지 구조물은 정적 마찰 계수가 낮은 재료(예를 들어, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE))에서 유래된 기계적으로 평탄한 접촉 표면, 및 진공 라인과 연속되는 개구부를 포함한다. 예를 들어, 정적 마찰 계수는 약 0.01 내지 약 0.1, 약 0.01 내지 약 0.05, 또는 약 0.05 내지 약 0.1 범위이다. 예를 들어, 동적 여과 모듈의 멤브레인 지지 구조물에는 개구부가 포함되어 있다. 예를 들어, 상기 개구부는 메쉬, 적어도 하나의 슬롯, 적어도 하나의 구멍(hole), 프릿(frit), 다공성 물질, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.In embodiments, the membrane support structure of the dynamic filtration module has a mechanically flat contact surface derived from a material with a low static coefficient of friction (eg, polytetrafluoroethylene (PTFE)) and an opening that is continuous with the vacuum line. include For example, the static coefficient of friction ranges from about 0.01 to about 0.1, from about 0.01 to about 0.05, or from about 0.05 to about 0.1. For example, the membrane support structure of the dynamic filtration module includes openings. For example, the opening may include a mesh, at least one slot, at least one hole, a frit, a porous material, or any combination thereof.

구현예들에서, 동적 여과 모듈의 멤브레인 지지 구조물에는 온도 제어 메커니즘이 포함되어 있다. 온도 제어 메커니즘은 4℃ 내지 37℃의 온도를 유지한다. 예를 들어, 항체를 정제하는 동안, 온도 제어 메커니즘은 15℃ 내지 37℃의 온도를 유지한다. 예시적인 온도 제어 메커니즘은 단일 루프 컨트롤러(single loop controller), 다중 루프 컨트롤러(multiloop controller), 폐루프 컨트롤러(closed loop controller), 비례 적분 미분(proportional-integral-derivative: PID) 컨트롤러, Peltier 소자, 저항 가열 요소(resistive heating element), 및/또는 순환하는 물/프로필렌 글리콜 재킷이 있는 열척(thermal chuck)을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.In embodiments, a temperature control mechanism is included in the membrane support structure of the dynamic filtration module. The temperature control mechanism maintains the temperature between 4°C and 37°C. For example, during antibody purification, a temperature control mechanism maintains a temperature between 15°C and 37°C. Exemplary temperature control mechanisms include single loop controllers, multiloop controllers, closed loop controllers, proportional-integral-derivative (PID) controllers, Peltier devices, resistors. a resistive heating element, and/or a thermal chuck with a circulating water/propylene glycol jacket.

구현예들에서, 동적 여과 모듈의 적어도 하나의 지지 로드 또는 롤러는 정적 마찰 계수가 낮은 재료(예를 들어, PTFE, 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA))에서 유래된 기계적으로 평탄한 접촉 표면을 갖는다. 예를 들어, 정적 마찰 계수는 약 0.01 내지 약 0.1, 약 0.01 내지 약 0.05, 또는 약 0.05 내지 약 0.1 범위이다. 예를 들어, 지지 로드 또는 롤러는 고정되어 있거나 회전할 수 있다. 일부 예에서, 지지 로드는 베어링, 예를 들어, 슬리브 베어링(sleeve bearing)을 추가로 포함할 수 있다.In embodiments, at least one support rod or roller of the dynamic filtration module has a mechanically flat contact surface derived from a material with a low static friction coefficient (eg, PTFE, perfluoroalkoxy alkane (PFA)). For example, the static coefficient of friction ranges from about 0.01 to about 0.1, from about 0.01 to about 0.05, or from about 0.05 to about 0.1. For example, the support rods or rollers may be stationary or rotated. In some examples, the support rod may further include a bearing, for example a sleeve bearing.

구현예들에서, 동적 여과 모듈의 진공 시스템은 약 -0.05bar 내지 약 -0.98bar의 게이지 압력을 유지한다.In embodiments, the vacuum system of the dynamic filtration module maintains a gauge pressure of about -0.05 bar to about -0.98 bar.

구현예들에서, 동적 여과에 의해 불균질 혼합물로부터 큰 불순물(예를 들어, 세포, 세포 파편, 및 응집체)을 연속적으로 제거하는 공정은 기공 크기가 서로 다른 적어도 2개의 개별 압연 필터 멤브레인을 사용하는 다단계 여과를 포함한다. 예를 들어, 이러한 다단계 동적 여과 공정은 기공 크기가 작은(예를 들어, 0.2μm) 압연 필터 멤브레인을 갖는 적어도 하나의 제2 동적 여과 장치와 유체 소통하는 기공 크기가 큰(예를 들어, 0.45μm) 압연 필터 멤브레인을 갖는 적어도 하나의 제1 동적 여과 장치를 포함하며, 이로써 생물학적 생성물을 포함하는 여액이 생성된다. 대안적으로, 별도의 공급 릴에 의해 공급되는 적어도 2개의 압연 필터 멤브레인을 갖는 단일 동적 여과 장치에 의해 유사한 결과가 달성될 수 있으며, 그 결과 표적 영역(예를 들어, 활성 표적 영역)에 걸쳐 필터 멤브레인들의 적층된 세트가 생성되며, 이때 불균질 혼합물은 먼저 더 큰 기공 크기의 필터 멤브레인(예를 들어, 0.45μm)과 접촉한 후 다음으로 더 작은 기공 크기의 필터 멤브레인(예를 들어, 0.2μm)과 접촉한다.In embodiments, the process of continuously removing large impurities (e.g., cells, cell debris, and aggregates) from a heterogeneous mixture by dynamic filtration uses at least two separate rolled filter membranes of different pore sizes. It includes multi-stage filtration. For example, such a multi-stage dynamic filtration process includes a large pore size (eg, 0.2 μm) rolled filter membrane in fluid communication with at least one second dynamic filtration device having a small pore size (eg, 0.2 μm). ) at least one first dynamic filtration device having a rolled filter membrane, whereby a filtrate comprising biological products is produced. Alternatively, similar results can be achieved with a single dynamic filtration device having at least two rolled filter membranes fed by separate feed reels, resulting in a filter over a target area (eg, an active target area). A stacked set of membranes is created, wherein the heterogeneous mixture is first contacted with a larger pore size filter membrane (eg, 0.45 μm) and then a next smaller pore size filter membrane (eg, 0.2 μm). ) come into contact with

구현예들에서, 본원에 기재된 공정은 용액을, 생물학적 생성물을 포함하는 적어도 하나의 분획을 포함하는 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 여액을 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 상기 제1 모듈은 친화도 기반의 자성 정제 장치를 포함한다. 예를 들어, 친화도 기반의 자성 정제 장치는 자성 수지 비드들의 현탁액을 추가로 포함한다. 자성 수지 비드들의 표면은, 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 항원 단백질, 단백질, 수용체, 항체, 또는 압타머와 연결되어 있다. 예를 들어, 자성 수지 비드는 상자성(paramagnetic) 또는 초상자성(superparamagnetic)일 수 있다.In embodiments, the process described herein comprises continuously delivering the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions comprising at least one fraction comprising a biological product, wherein the The first module includes an affinity-based magnetic purification device. For example, the affinity-based magnetic purification device further includes a suspension of magnetic resin beads. The surfaces of the magnetic resin beads are linked to, for example and without limitation, protein A, protein G, protein L, antigenic protein, protein, receptor, antibody, or aptamer. For example, the magnetic resin beads may be paramagnetic or superparamagnetic.

예를 들어, 친화도 기반의 자성 정제 장치의 자성 수지 비드들의 직경은 약 0.2마이크론 내지 약 200마이크론이다. 다른 예에서, 상기 비드들의 직경은 약 0.2μm 내지 약 100μM, 약 1μm 내지 약 200μm, 약 10μm 내지 약 200μm, 약 20μm 내지 약 200μm, 약 30μm 내지 약 200μm, 약 50μm 내지 약 200μm, 또는 약 150μm 내지 약 200μm이다. 대안적으로, 비드의 직경은 약 1μm 내지 약 100μm, 또는 약 50μm 내지 약 100μm이다. 상기 자성 수지 비드들의 직경은 정제되는 생물학적 생성물과 공정의 전체 유속에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 단클론 항체의 정제는 크기가 약 40마이크론 내지 약 90마이크론인 자성 수지 비드들을 포함할 수 있다. 또한, 자성 수지 비드들의 농도는 약 0.01중량% 내지 약 25중량%의 범위에 있을 수 있다. 예를 들어, 자성 수지 비드들의 농도는 약 1중량%일 수 있다. 일부 예에서, 단클론 항체의 정제는 약 1중량% 내지 약 10중량%의 농도를 갖는 자성 수지 비드들을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 자성 수지 비드들의 결합 능력은 비드 농도, 표면적 대 부피 비율, 친화성 리간드 밀도, 또는 이들의 임의의 조합의 함수이다. 또 다른 예에서, 자성 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.For example, the magnetic resin beads of the affinity-based magnetic purification device have a diameter of about 0.2 microns to about 200 microns. In other examples, the beads have a diameter of about 0.2 μm to about 100 μm, about 1 μm to about 200 μm, about 10 μm to about 200 μm, about 20 μm to about 200 μm, about 30 μm to about 200 μm, about 50 μm to about 200 μm, or about 150 μm to about 150 μm. It is about 200 μm. Alternatively, the diameter of the beads is between about 1 μm and about 100 μm, or between about 50 μm and about 100 μm. The diameter of the magnetic resin beads may vary depending on the biological product to be purified and the overall flow rate of the process. For example, purification of a monoclonal antibody may include magnetic resin beads ranging in size from about 40 microns to about 90 microns. Also, the concentration of the magnetic resin beads may be in the range of about 0.01% by weight to about 25% by weight. For example, the concentration of magnetic resin beads may be about 1% by weight. In some instances, the purification of the monoclonal antibody may include magnetic resin beads having a concentration of about 1% to about 10% by weight. In another example, the binding capacity of magnetic resin beads is a function of bead concentration, surface area to volume ratio, affinity ligand density, or any combination thereof. In another example, magnetic resin beads can be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

구현예들에서, 본원에 기재된 공정은 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터 제2 모듈로 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 이때 상기 제2 모듈은 전하 기반의 자성 정제 장치(예를 들어, 양전하 및/또는 음전하 기반의 자성 정제 장치)를 포함하고, 상기 전하 기반의 자성 정제 장치는 자성 수지 비드를 추가로 포함한다. 예를 들어, 자성 수지 비드들의 표면은 전하 또는 정전기적 상호작용을 기반으로 하는 정제를 가능하게 하기 위해 양전하 작용기의 결합으로부터 유래된 양이온성 작용기를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 양전하 작용기는 아민, 양이온성 폴리머, 순 양전하 펩티드, 순 양전하 단백질, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 대안적으로, 자성 수지 비드들의 표면은 전하 또는 정전기적 상호작용을 기반으로 하는 정제를 가능하게 하기 위해 음전하 작용기의 결합으로부터 유래된 음이온성 작용기를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 음전하 작용기는 카복실, 음이온성 폴리머, 순 음전하 펩티드, 순 음전하 단백질, 올리고뉴클레오티드, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 예를 들어, 자성 수지 비드는 상자성(paramagnetic) 또는 초상자성(superparamagnetic)일 수 있다.In embodiments, the process described herein comprises continuously conveying a fraction comprising a biological product from at least one first outlet of a first module to a second module, wherein the second module is magnetically based on charge. and a purification device (eg, a positive charge and/or negative charge based magnetic purification device), wherein the charge based magnetic purification device further includes magnetic resin beads. For example, the surfaces of the magnetic resin beads may have cationic functional groups derived from the binding of positively charged functional groups to enable purification based on charge or electrostatic interactions. For example, the positively charged functional groups include amines, cationic polymers, net positively charged peptides, net positively charged proteins, or any combination thereof. Alternatively, the surface of the magnetic resin beads may have anionic functional groups derived from the incorporation of negatively charged functional groups to enable purification based on charge or electrostatic interactions. For example, the negatively charged functional groups include carboxyls, anionic polymers, net negatively charged peptides, net negatively charged proteins, oligonucleotides, or any combination thereof. For example, the magnetic resin beads may be paramagnetic or superparamagnetic.

구현예들에서, 전하 기반의 자성 정제 장치의 자성 수지 비드는 직경이 약 0.2마이크론 내지 약 200마이크론이다. 상기 자성 수지 비드들의 직경은 정제되는 생물학적 생성물과 공정의 전체 유속에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 단클론 항체의 정제는 크기가 약 40마이크론 내지 약 90마이크론인 자성 수지 비드들을 포함할 수 있다. 또한, 자성 수지 비드들의 농도는 약 0.01중량% 내지 약 25중량%의 범위에 있을 수 있다. 예를 들어, 자성 수지 비드들의 농도는 약 1중량%일 수 있다. 일부 예에서, 단클론 항체의 정제는 약 1중량% 내지 약 10중량%의 농도를 갖는 자성 수지 비드들을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 자성 수지 비드들의 전하 또는 정전기적 회합 용량(electrostatic association capacity)은 비드 농도, 표면적 대 부피 비율, 표면 전하 밀도, 순 전하, 또는 이들의 임의의 조합의 함수이다. 또 다른 예에서, 자성 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.In embodiments, the magnetic resin beads of the charge-based magnetic purification device are between about 0.2 microns and about 200 microns in diameter. The diameter of the magnetic resin beads may vary depending on the biological product to be purified and the overall flow rate of the process. For example, purification of a monoclonal antibody may include magnetic resin beads ranging in size from about 40 microns to about 90 microns. Also, the concentration of the magnetic resin beads may be in the range of about 0.01% by weight to about 25% by weight. For example, the concentration of magnetic resin beads may be about 1% by weight. In some instances, the purification of the monoclonal antibody may include magnetic resin beads having a concentration of about 1% to about 10% by weight. In another example, the charge or electrostatic association capacity of magnetic resin beads is a function of bead concentration, surface area to volume ratio, surface charge density, net charge, or any combination thereof. In another example, magnetic resin beads can be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

구현예들에서, 본원에 기재된 바와 같이, 제1(친화도 기반의 자성 정제) 및/또는 제2(양전하 및/또는 음전하 기반의 자성 정제 장치를 포함하는 전하 기반의 자성 정제) 모듈(들) 중 하나 또는 둘 다는 적어도 하나의 외부 자기장을 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 외부 자기장은 영구 자석(permanent magnet) 또는 전자석(electromagnet)을 포함한다. 적어도 하나의 외부 자기장은 약 0.01 테슬라 내지 약 1 테슬라(예를 들어, 최대 1 테슬라)의 자기장 강도를 포함한다. 대안적으로, 적어도 하나의 외부 자기장은 차폐된다.In embodiments, as described herein, the first (affinity-based magnetic purification) and/or second (charge-based magnetic purification comprising a positive charge- and/or negative charge-based magnetic purification device) module(s) One or both of them may also include at least one external magnetic field. For example, at least one external magnetic field includes a permanent magnet or an electromagnet. The at least one external magnetic field includes a magnetic field strength between about 0.01 Tesla and about 1 Tesla (eg, up to 1 Tesla). Alternatively, at least one external magnetic field is shielded.

구현예들에서, 루프 컨베이어 시스템에는, 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 자성 수지 비드, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 자성 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 수송 용기들이 있다. 예를 들어, 적어도 2개의 수송 용기들 중 적어도 하나는 자성 수지 비드들을 끌어당기기 위해 외부 자기장 내에 또는 근접한 곳에 위치한다.In embodiments, a loop conveyor system is configured to continuously receive a mixture comprising a biological product and then transport the resulting heterogeneous mixture comprising the biological product, magnetic resin beads, buffer, or any combination thereof. There are at least two transport containers filled with magnetic resin beads. For example, at least one of the at least two transport containers is placed in or near an external magnetic field to attract magnetic resin beads.

구현예들에서, 픽앤플레이스 로봇 시스템에는, 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 자성 수지 비드, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 자성 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 수송 용기들이 있다. 예를 들어, 적어도 2개의 수송 용기들 중 적어도 하나는 자성 수지 비드들을 끌어당기기 위해 외부 자기장 내에 또는 근접한 곳에 배치된다.In embodiments, a pick-and-place robotic system is configured to continuously receive a mixture comprising a biological product and then transport the resulting heterogeneous mixture comprising the biological product, magnetic resin beads, buffer, or any combination thereof. There are at least two transport containers filled with constructed magnetic resin beads. For example, at least one of the at least two transport containers is placed in or near an external magnetic field to attract magnetic resin beads.

구현예들에서, 제1(친화도 기반의 자성 정제) 및/또는 제2(양전하 및/또는 음전하 기반의 자성 정제 장치를 포함하는 전하 기반의 자성 정제) 모듈은 유가식 또는 관류 모드에서 작동하는 적어도 하나의 접선 유동 여과 시스템을 추가로 포함한다. 예를 들어, 접선 유동 여과 시스템은 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 농축하고 버퍼 교환하는 데 사용될 수 있다.In embodiments, the first (affinity-based magnetic purification) and/or the second (charge-based magnetic purification comprising a positive charge and/or negative charge based magnetic purification device) module operates in a fed-batch or perfusion mode. It further includes at least one tangential flow filtration system. For example, tangential flow filtration systems can be used to concentrate and buffer exchange fractions comprising biological products.

구현예들에서, 본원에 기재된 공정은 용액을, 생물학적 생성물을 포함하는 적어도 하나의 분획을 포함하는 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 여액을 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 상기 제1 모듈은 친화도 기반 정제 장치를 포함한다. 예를 들어, 친화도 기반 정제 장치는 수지 비드들의 현탁액을 추가로 포함한다. 수지 비드들의 표면은, 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 항원 단백질, 단백질, 수용체, 항체, 또는 압타머와 연결되어 있다.In embodiments, the process described herein comprises continuously delivering the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions comprising at least one fraction comprising a biological product, wherein the The first module includes an affinity-based purification device. For example, the affinity based purification device further comprises a suspension of resin beads. The surface of the resin beads is linked to, for example and without limitation, protein A, protein G, protein L, antigenic protein, protein, receptor, antibody, or aptamer.

예를 들어, 친화도 기반 정제 장치의 수지 비드들의 직경은 약 0.2마이크론 내지 약 200마이크론이다. 상기 수지 비드들의 직경은 정제되는 생물학적 생성물과 공정의 전체 유속에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 단클론 항체의 정제는 크기가 약 90마이크론인 수지 비드들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 수지 비드들의 농도는 약 0.01중량% 내지 약 25중량%의 범위에 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 수지 비드들의 농도는 약 1중량%일 수 있다. 일부 예에서, 단클론 항체의 정제는 약 1중량% 내지 약 10중량%의 농도를 갖는 수지 비드들을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 수지 비드들의 결합 능력은 비드 농도, 표면적 대 부피 비율, 친화성 리간드 밀도, 또는 이들의 임의의 조합의 함수이다.For example, the resin beads of the affinity-based purification device have a diameter of about 0.2 microns to about 200 microns. The diameter of the resin beads may vary depending on the biological product being purified and the overall flow rate of the process. For example, purification of a monoclonal antibody may include resin beads about 90 microns in size. In addition, the concentration of the resin beads may be in the range of about 0.01% by weight to about 25% by weight. For example, the concentration of the resin beads may be about 1% by weight. In some instances, a purification of a monoclonal antibody may include resin beads having a concentration of about 1% to about 10% by weight. In another example, the binding capacity of resin beads is a function of bead concentration, surface area to volume ratio, affinity ligand density, or any combination thereof.

또 다른 예에서, 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.In another example, the resin beads can be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

구현예들에서, 본원에 기재된 공정은 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터 제2 모듈로 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 이때 상기 제2 모듈은 전하 기반 정제 장치(예를 들어, 양전하 및/또는 음전하 기반 정제 장치)를 포함하고, 상기 전하 기반 정제 장치는 수지 비드를 추가로 포함한다. 예를 들어, 수지 비드들의 표면은 전하 또는 정전기적 상호작용을 기반으로 하는 정제를 가능하게 하기 위해 양전하 작용기의 결합으로부터 유래된 양이온성 작용기를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 양전하 작용기는 아민, 양이온성 폴리머, 순 양전하 펩티드, 순 양전하 단백질, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 대안적으로, 수지 비드들의 표면은 전하 또는 정전기적 상호작용을 기반으로 하는 정제를 가능하게 하기 위해 음전하 작용기의 결합으로부터 유래된 음이온성 작용기를 가질 수 있다. 예를 들어, 음전하 작용기는 카복실, 음이온성 폴리머, 순 음전하 펩티드, 순 음전하 단백질, 올리고뉴클레오티드, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.In embodiments, the process described herein comprises continuously conveying a fraction comprising a biological product from at least one first outlet of a first module to a second module, wherein the second module is a charge-based purification device. (eg, a positive charge and/or negative charge based purification device), wherein the charge based purification device further includes resin beads. For example, the surfaces of the resin beads may have cationic functional groups derived from the binding of positively charged functional groups to enable purification based on charge or electrostatic interactions. For example, the positively charged functional groups include amines, cationic polymers, net positively charged peptides, net positively charged proteins, or any combination thereof. Alternatively, the surface of the resin beads may have anionic functional groups derived from the incorporation of negatively charged functional groups to enable purification based on charge or electrostatic interactions. For example, negatively charged functional groups include carboxyls, anionic polymers, net negatively charged peptides, net negatively charged proteins, oligonucleotides, or any combination thereof.

구현예들에서, 전하 기반 정제 장치의 수지 비드들의 직경은 약 0.2마이크론 내지 약 200마이크론이다. 상기 수지 비드들의 직경은 정제되는 생물학적 생성물과 공정의 전체 유속에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 단클론 항체의 정제는 크기가 약 90마이크론인 수지 비드들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 수지 비드들의 농도는 약 0.01중량% 내지 약 25중량%의 범위에 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 수지 비드들의 농도는 약 1중량%일 수 있다. 일부 예에서, 단클론 항체의 정제는 약 1중량% 내지 약 10중량%의 농도를 갖는 수지 비드들을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 수지 비드들의 전하 또는 정전기적 회합 용량은 비드 농도, 표면적 대 부피 비율, 표면 전하 밀도, 순 전하, 또는 이들의 임의의 조합의 함수이다. 또 다른 예에서, 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.In embodiments, the diameter of the resin beads of the charge based purification device is between about 0.2 microns and about 200 microns. The diameter of the resin beads may vary depending on the biological product being purified and the overall flow rate of the process. For example, purification of a monoclonal antibody may include resin beads about 90 microns in size. In addition, the concentration of the resin beads may be in the range of about 0.01% by weight to about 25% by weight. For example, the concentration of the resin beads may be about 1% by weight. In some instances, a purification of a monoclonal antibody may include resin beads having a concentration of about 1% to about 10% by weight. In another example, the charge or electrostatic association capacity of resin beads is a function of bead concentration, surface area to volume ratio, surface charge density, net charge, or any combination thereof. In another example, resin beads can be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

구현예들에서, 기계적 회전 시스템(예를 들어, 제1 및/또는 제2 유입구와 제1 및/또는 제2 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하는 시스템)에는, 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 수용하고(예를 들어, 연속적으로 수용하고), 이어서 생물학적 생성물, 수지 비드, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 지정된 정제 위치로 수송하도록 구성된 이동성 수지 비드들을 포함하는(예를 들어, 이동성 수지 비드들로 채워진) 적어도 2개의 용기들이 있다.In embodiments, a mechanical rotating system (eg, a system that allows continuous fluid flow between a first and/or second inlet and a first and/or second outlet) includes a mixture comprising a biological product. comprising mobile resin beads configured to receive (e.g., continuously receive) and then transport the resulting heterogeneous mixture comprising the biological product, resin beads, buffer, or any combination thereof to a designated purification site. There are at least two containers (eg, filled with migratory resin beads).

다른 구현예에서, 상기 시스템(예를 들어, 제1 및/또는 제2 유입구와 제1 및/또는 제2 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하는 단계적 선형 시스템)에는, 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 수용하고(예를 들어, 연속적으로 수용하고), 이어서 생물학적 생성물, 수지 비드, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 혼합물을 처리하도록 구성된 이동성 수지 비드들을 포함하는(예를 들어, 이동성 수지 비드들로 채워진) 적어도 2개의 용기들이 있다.In another embodiment, the system (eg, a staged linear system allowing for continuous fluid flow between the first and/or second inlets and the first and/or second outlets) includes a mixture comprising a biological product. comprising mobile resin beads configured to receive (e.g., continuously receive) and then process the resulting mixture comprising a biological product, resin beads, buffer, or any combination thereof (e.g., There are at least two containers (filled with migratory resin beads).

구현예들에서, 제1(친화도 기반 정제) 및/또는 제2(양전하 및/또는 음전하 기반 정제 장치를 포함하는 전하 기반 정제) 모듈은 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 농축하고 버퍼 교환하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 작동하는 적어도 하나의 접선 유동 여과 시스템을 추가로 포함한다.In embodiments, the first (affinity-based purification) and/or the second (charge-based purification comprising a positive charge and/or negative charge based purification device) module may be used to concentrate and buffer exchange a fraction comprising a biological product. and at least one tangential flow filtration system operating in either a feed or perfusion mode.

구현예들에서, 본원에 기재된 공정은 용액을, 생물학적 생성물을 포함하는 적어도 하나의 분획을 포함하는 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 여액을 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 이때 상기 제1 모듈은 적어도 하나의 하이브리드 유체 소자(hybrid fluidic device) 또는 칩을 갖는 친화도 기반의 유체 정제 장치이다. 구현예들에서, 적어도 하나의 하이브리드 유체 소자 또는 칩에는 직교류 채널, 적어도 하나의 자기장, 및 적어도 하나의 기계적 힘 발생기(mechanical force generator)가 있다. 또한, 적어도 하나의 기계적 힘 발생기는 규정된 단방향 힘을 발생시킬 수 있는 초음파 변환기(ultrasonic transducer) 또는 압전 컴포넌트(piezoelectric component)를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 적어도 하나의 외부 자기장은 영구 자석, 전자석, 패턴화된 자석(patterned magnet), 또는 이들의 조합을 포함한다. 예를 들어, 적어도 하나의 외부 자기장은 약 0.01 테슬라(T) 내지 약 1 테슬라(예를 들어, 최대 1 테슬라)의 자기장 강도를 나타낼 수 있다. 다른 예에서, 자기장 강도는 약 0.01T, 약 0.1T, 또는 약 1T이다. 다른 구현예에서, 적어도 하나의 하이브리드 유체 소자 또는 칩에는 직교류 채널, 적어도 하나의 자기장, 및 적어도 하나의 유전영동 전극(dielectrophoretic electrode)이 있다. 적어도 하나의 유전영동 전극은 규정된 단방향 힘을 유도할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 외부 자기장은 영구 자석, 전자석, 패턴화된 자석, 또는 이들의 조합을 포함한다. 예를 들어, 적어도 하나의 외부 자기장은 약 0.01 테슬라 내지 약 1 테슬라(예를 들어, 최대 약 1 테슬라)의 자기장 강도를 나타낼 수 있다.In embodiments, the process described herein comprises continuously delivering the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions comprising at least one fraction comprising a biological product, wherein The first module is an affinity-based fluid purification device having at least one hybrid fluidic device or chip. In embodiments, at least one hybrid fluid element or chip has a cross-flow channel, at least one magnetic field, and at least one mechanical force generator. Additionally, the at least one mechanical force generator may include an ultrasonic transducer or piezoelectric component capable of generating a defined unidirectional force. In another example, the at least one external magnetic field includes a permanent magnet, an electromagnet, a patterned magnet, or a combination thereof. For example, the at least one external magnetic field may exhibit a magnetic field strength of about 0.01 Tesla (T) to about 1 Tesla (eg, up to 1 Tesla). In another example, the magnetic field strength is about 0.01 T, about 0.1 T, or about 1 T. In another embodiment, at least one hybrid fluidic element or chip has a cross-flow channel, at least one magnetic field, and at least one dielectrophoretic electrode. At least one dielectrophoretic electrode is capable of inducing a defined unidirectional force. Additionally, the at least one external magnetic field includes a permanent magnet, an electromagnet, a patterned magnet, or a combination thereof. For example, the at least one external magnetic field may exhibit a magnetic field strength between about 0.01 Tesla and about 1 Tesla (eg, up to about 1 Tesla).

구현예들에서, 친화도 기반의 유체 정제 장치는 자성 수지 비드들을 추가로 포함한다. 자성 수지 비드의 표면은, 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 항원 단백질, 단백질, 수용체, 항체, 또는 압타머와 연결되어 있다. 예를 들어, 자성 수지 비드는 상자성(paramagnetic) 또는 초상자성(superparamagnetic)일 수 있다.In embodiments, the affinity-based fluid purification device further includes magnetic resin beads. The surface of the magnetic resin bead is linked to, for example and without limitation, protein A, protein G, protein L, antigenic protein, protein, receptor, antibody, or aptamer. For example, the magnetic resin beads may be paramagnetic or superparamagnetic.

구현예들에서, 친화도 기반의 유체 정제 장치의 자성 수지 비드들의 직경은 약 0.2마이크론 내지 약 200마이크론이다. 예를 들어, 단클론 항체의 정제는 크기가 약 40마이크론인 자성 수지 비드들을 포함할 수 있다. 또한, 자성 수지 비드들의 농도는 약 0.01중량% 내지 약 25중량%의 범위에 있을 수 있다. 예를 들어, 자성 수지 비드들의 초기 농도는 약 1중량%일 수 있다. 일부 예에서, 단클론 항체의 정제는 약 1중량% 내지 약 10중량%의 농도를 갖는 자성 수지 비드들을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 자성 수지 비드들의 결합 능력은 비드 농도, 표면적 대 부피 비율, 친화성 리간드 밀도, 또는 이들의 임의의 조합의 함수이다. 또 다른 예에서, 자성 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.In embodiments, the diameter of the magnetic resin beads of the affinity-based fluid purification device is between about 0.2 microns and about 200 microns. For example, purification of a monoclonal antibody may include magnetic resin beads about 40 microns in size. Also, the concentration of the magnetic resin beads may be in the range of about 0.01% by weight to about 25% by weight. For example, the initial concentration of magnetic resin beads may be about 1% by weight. In some instances, the purification of the monoclonal antibody may include magnetic resin beads having a concentration of about 1% to about 10% by weight. In another example, the binding capacity of magnetic resin beads is a function of bead concentration, surface area to volume ratio, affinity ligand density, or any combination thereof. In another example, magnetic resin beads can be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

구현예들에서, 본원에 기재된 공정은 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터 제2 모듈로 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 이때 상기 제2 모듈은 전하 기반의 유체 정제 장치를 포함한다. 예를 들어, 전하 기반의 유체 정제 장치에는 적어도 하나의 하이브리드 유체 소자 또는 칩이 있다. 상기 적어도 하나의 하이브리드 유체 소자 또는 칩에는 직교류 채널, 적어도 하나의 자기장, 및 적어도 하나의 기계적 힘 발생기가 있을 수 있다. 또한, 적어도 하나의 기계적 힘 발생기는 정의된 단방향 힘을 발생시킬 수 있는 초음파 변환기 또는 압전 컴포넌트를 포함한다. 다른 예에서, 적어도 하나의 외부 자기장은 영구 자석, 전자석, 패턴화된 자석, 또는 이들의 조합을 포함한다. 예를 들어, 적어도 하나의 외부 자기장은 약 0.01 테슬라(T) 내지 약 1 테슬라(예를 들어, 최대 약 1 테슬라)의 자기장 강도를 나타낼 수 있다. 다른 예에서, 상기 자기장 강도는 약 0.01T, 약 0.1T, 또는 약 1T이다. 다른 구현예에서, 하이브리드 유체 소자 또는 칩에는 직교류 채널, 적어도 하나의 자기장, 및 적어도 하나의 유전영동 전극이 있을 수 있으며, 이때 상기 적어도 하나의 유전영동 전극은 규정된 단방향 힘을 유도할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 외부 자기장은 영구 자석 또는 전자석을 포함한다. 예를 들어, 적어도 하나의 외부 자기장은 약 0.01 테슬라 내지 약 1 테슬라(예를 들어, 최대 약 1 테슬라)의 자기장 강도를 포함한다.In embodiments, a process described herein comprises continuously conveying a fraction comprising a biological product from at least one first outlet of a first module to a second module, wherein the second module is a charge-based fluid. It includes a purification device. For example, a charge-based fluid purification device has at least one hybrid fluid element or chip. The at least one hybrid fluid element or chip may have a cross-flow channel, at least one magnetic field, and at least one mechanical force generator. Additionally, the at least one mechanical force generator includes an ultrasonic transducer or piezoelectric component capable of generating a defined unidirectional force. In another example, the at least one external magnetic field includes a permanent magnet, an electromagnet, a patterned magnet, or a combination thereof. For example, the at least one external magnetic field may exhibit a magnetic field strength of about 0.01 Tesla (T) to about 1 Tesla (eg, up to about 1 Tesla). In another example, the magnetic field strength is about 0.01 T, about 0.1 T, or about 1 T. In another embodiment, a hybrid fluidic device or chip may have a cross-flow channel, at least one magnetic field, and at least one dielectrophoretic electrode, wherein the at least one dielectrophoretic electrode is capable of inducing a defined unidirectional force. . Also, at least one external magnetic field includes a permanent magnet or an electromagnet. For example, the at least one external magnetic field includes a magnetic field strength between about 0.01 Tesla and about 1 Tesla (eg, up to about 1 Tesla).

구현예들에서, 전하 기반의 유체 정제 장치(예를 들어, 양전하 및/또는 음전하 기반 유체 정제 장치)는 자성 수지 비드들의 현탁액을 추가로 포함한다. 자성 수지 비드들의 표면은 전하 또는 정전기적 상호작용을 기반으로 하는 정제를 가능하게 하기 위해 양전하 작용기의 결합으로부터 유래된 양이온성 작용기를 가지고 있다. 상기 양전하 작용기는 아민, 양이온성 폴리머, 순 양전하 펩티드, 순 양전하 단백질, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 대안적으로, 자성 수지 비드 표면은 전하 또는 정전기적 상호작용을 기반으로 하는 정제를 가능하게 하기 위해 음전하 작용기의 결합으로부터 유래된 음이온성 작용기를 포함할 수 있다. 상기 음전하 작용기는 카복실, 음이온성 폴리머, 순 음전하 펩티드, 순 음전하 단백질, 올리고뉴클레오티드, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 예를 들어, 자성 수지 비드는 상자성(paramagnetic) 또는 초상자성(superparamagnetic)일 수 있다.In embodiments, the charge-based fluid purification device (eg, positive charge and/or negative charge based fluid purification device) further comprises a suspension of magnetic resin beads. The surface of the magnetic resin beads has cationic functional groups derived from the binding of positively charged functional groups to enable purification based on charge or electrostatic interactions. The positively charged functional groups include amines, cationic polymers, net positively charged peptides, net positively charged proteins, or any combination thereof. Alternatively, the magnetic resin bead surface may contain anionic functional groups derived from the incorporation of negatively charged functional groups to enable purification based on charge or electrostatic interactions. The negatively charged functional groups include carboxyls, anionic polymers, net negatively charged peptides, net negatively charged proteins, oligonucleotides, or any combination thereof. For example, the magnetic resin beads may be paramagnetic or superparamagnetic.

예를 들어, 전하 기반의 유체 정제 장치의 자성 수지 비드들의 직경은 약 0.2마이크론 내지 약 200마이크론이다. 상기 자성 수지 비드들의 직경은 정제되는 생물학적 생성물과 공정의 유속에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 단클론 항체의 정제는 크기가 약 40마이크론인 자성 수지 비드들을 포함할 수 있다. 또한, 자성 수지 비드들의 농도는 약 0.01중량% 내지 약 25중량%의 범위에 있을 수 있다. 예를 들어, 자성 수지 비드들의 농도는 약 1중량%일 수 있다. 일부 예에서, 단클론 항체의 정제는 약 1중량% 내지 약 10중량%의 농도를 갖는 자성 수지 비드들을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 자성 수지 비드들의 전하 또는 정전기적 회합 용량은 비드 농도, 표면적 대 부피 비율, 표면 전하 밀도, 순 전하, 또는 이들의 임의의 조합의 함수이다. 또 다른 예에서, 자성 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.For example, the magnetic resin beads of the charge-based fluid purification device have a diameter of about 0.2 microns to about 200 microns. The diameter of the magnetic resin beads may vary depending on the biological product to be purified and the flow rate of the process. For example, purification of a monoclonal antibody may include magnetic resin beads about 40 microns in size. Also, the concentration of the magnetic resin beads may be in the range of about 0.01% by weight to about 25% by weight. For example, the concentration of magnetic resin beads may be about 1% by weight. In some instances, the purification of the monoclonal antibody may include magnetic resin beads having a concentration of about 1% to about 10% by weight. In another example, the charge or electrostatic association capacity of magnetic resin beads is a function of bead concentration, surface area to volume ratio, surface charge density, net charge, or any combination thereof. In another example, magnetic resin beads can be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

구현예들에서, 제1(친화도 기반의 유체 정제) 모듈에는 추가로, 자성 수지 비드 표면에 대한 생물학적 생성물의 결합을 가능하게 하는 적어도 하나의 평형 용기(equilibration vessel), 및 자성 수지 비드 표면으로부터 생물학적 생성물의 탈결합 상호작용(de-binding interaction)을 가능하게 하는 적어도 하나의 낮은 pH 평형 용기가 있다.In embodiments, the first (affinity-based fluid purification) module further includes at least one equilibration vessel enabling binding of the biological product to the magnetic resin bead surface, and from the magnetic resin bead surface. There is at least one low pH equilibration vessel enabling de-binding interactions of biological products.

구현예들에서, 제2(양전하 및/또는 음전하 기반의 유체 정제 장치를 포함하는 전하 기반의 유체 정제) 모듈에는 추가로, 자성 수지 비드 표면과 생물학적 생성물의 전하 또는 정전기적 상호작용을 기반으로 하는 회합을 가능하게 하는 적어도 하나의 회합 평형 용기, 및 자성 수지 비드 표면으로부터 생물학적 생성물의 해리를 가능하게 하는 적어도 하나의 해리 평형 용기가 있다. 예를 들어, 다수의 해리 평형 용기들은, 예를 들어, pH 구배 또는 이온 강도 구배와 같은 구배 해리를 달성하기 위해 다수의 전하 기반 유체 정제 장치들과 함께 사용된다.In embodiments, the second (charge-based fluid purification comprising a positive charge and/or negative charge-based fluid purification device) module further includes a charge-based or electrostatic interaction of the biological product with the magnetic resin bead surface. There is at least one association equilibrium vessel enabling association, and at least one dissociation equilibrium vessel enabling dissociation of the biological product from the magnetic resin bead surface. For example, a number of dissociation equilibrium vessels are used in conjunction with a number of charge-based fluid purification devices to achieve gradient dissociation, such as, for example, a pH gradient or an ionic strength gradient.

구현예들에서, 본원에 기재된 자성 수지 비드들은 재활용되고 재사용된다. 예를 들어, 상기 비드들은 생물학적 생성물을 정제하기 위해 적어도 2회, 3회, 4회, 또는 그 이상 재사용될 수 있다. 자성 수지 비드들의 재활용 및 재사용을 가능하게 하기 위해, 적어도 하나의 재생 평형 용기는 자성 수지 비드들을 농축하고 버퍼 교환하여 자성 수지 비드들을 이들의 초기 상태로 되돌리기 위한 접선 유동 여과 시스템과 함께 사용될 수 있다.In embodiments, the magnetic resin beads described herein are recycled and reused. For example, the beads may be reused at least 2, 3, 4, or more times to purify a biological product. To enable recycling and reuse of the magnetic resin beads, at least one regeneration equilibration vessel may be used with a tangential flow filtration system to concentrate and buffer exchange the magnetic resin beads to return the magnetic resin beads to their pristine state.

본원에 기재된 바와 같이, 제1(친화도 기반의 유체 정제) 및/또는 제2(양전하 및/또는 음전하 기반의 유체 정제 장치를 포함하는 전하 기반의 유체 정제) 모듈은 생물학적 생성물을 정제하기 위한 하이브리드 마이크로유체(microfluidic), 메조유체(mesofluidic), 밀리유체(millifluidic), 매크로유체(macrofluidic) 소자 또는 칩, 또는 이들의 임의의 조합, 예를 들어, 적어도 하나의 자기장과 압전 컴포넌트 또는 유전영동 전극 중 적어도 하나를 포함하는 하이브리드 마이크로유체 소자를 포함한다.As described herein, the first (affinity-based fluid purification) and/or the second (charge-based fluid purification comprising a positive charge and/or negative charge based fluid purification device) module is a hybrid for purifying a biological product. A microfluidic, mesofluidic, millifluidic, macrofluidic device or chip, or any combination thereof, for example, of at least one magnetic field and a piezoelectric component or dielectrophoretic electrode A hybrid microfluidic device comprising at least one.

구현예들에서, 제1(친화도 기반의 유체 정제) 및/또는 제2(양전하 및/또는 음전하 기반의 유체 정제 장치를 포함하는 전하 기반의 유체 정제) 모듈은 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 농축하고 버퍼 교환하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 작동하는 적어도 하나의 접선 유동 여과 시스템을 추가로 포함한다.In embodiments, the first (affinity based fluid purification) and/or the second (charge based fluid purification comprising a positive charge and/or negative charge based fluid purification device) module concentrates a fraction comprising a biological product. and at least one tangential flow filtration system operating in a fed-batch or per-through mode for buffer exchange.

구현예들에서, 본원에 기재된 공정은 용액을, 생물학적 생성물을 포함하는 적어도 하나의 분획을 포함하는 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 여액을 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 상기 제1 모듈은 친화도 기반 TFF 정제 장치를 포함한다. 예를 들어, 친화도 기반 TFF 정제 장치에는 유체 소통하는 적어도 3개의 접선 유동 여과 시스템들이 있다.In embodiments, the process described herein comprises continuously delivering the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions comprising at least one fraction comprising a biological product, wherein the The first module includes an affinity-based TFF purification device. For example, an affinity-based TFF purification device has at least three tangential flow filtration systems in fluid communication.

구현예들에서, 친화도 기반 TFF 정제 장치는 수지 비드들의 현탁액을 추가로 포함한다. 수지 비드들의 표면은, 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 항원 단백질, 단백질, 수용체, 항체, 또는 압타머와 연결되어 있다.In embodiments, the affinity-based TFF purification device further comprises a suspension of resin beads. The surface of the resin beads is linked to, for example and without limitation, protein A, protein G, protein L, antigenic protein, protein, receptor, antibody, or aptamer.

구현예들에서, 친화도 기반 TFF 정제 장치의 수지 비드들의 직경은 약 10마이크론 내지 약 200마이크론이다. 상기 수지 비드들의 직경은 정제되는 생물학적 생성물과 공정의 전체 유속에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 단클론 항체의 정제는 크기가 약 90마이크론인 수지 비드들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 수지 비드들의 농도는 약 0.01중량% 내지 약 25중량%의 범위에 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 수지 비드들의 농도는 약 1중량% 내지 약 20중량%일 수 있다. 다른 예에서, 수지 비드들의 결합 능력은 비드 농도, 표면적 대 부피 비율, 친화성 리간드 밀도, 또는 이들의 임의의 조합의 함수이다. 또 다른 예에서, 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.In embodiments, the diameter of the resin beads of the affinity-based TFF purification device is between about 10 microns and about 200 microns. The diameter of the resin beads may vary depending on the biological product being purified and the overall flow rate of the process. For example, purification of a monoclonal antibody may include resin beads about 90 microns in size. In addition, the concentration of the resin beads may be in the range of about 0.01% by weight to about 25% by weight. For example, the concentration of the resin beads may be about 1% by weight to about 20% by weight. In another example, the binding capacity of the resin beads is a function of bead concentration, surface area to volume ratio, affinity ligand density, or any combination thereof. In another example, resin beads can be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

구현예들에서, 본원에 기재된 공정은 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터 제2 모듈로 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 이때 상기 제2 모듈은 전하 기반 TFF 정제 장치(예를 들어, 양전하 및/또는 음전하 기반 TFF 정제 장치)를 포함한다. 예를 들어, 전하 기반 TFF 정제 장치에는 유체 소통하는 적어도 3개의 접선 유동 여과 시스템들이 있다.In embodiments, the process described herein comprises continuously transferring a fraction comprising a biological product from at least one first outlet of a first module to a second module, wherein the second module comprises charge-based TFF purification. devices (eg, positive charge and/or negative charge based TFF purification devices). For example, a charge-based TFF purification device has at least three tangential flow filtration systems in fluid communication.

구현예들에서, 전하 기반 TFF 정제 장치는 수지 비드들의 현탁액을 추가로 포함한다. 예를 들어, 수지 비드들의 표면은 전하 또는 정전기적 상호작용을 기반으로 하는 정제를 가능하게 하기 위해 양전하 작용기의 결합으로부터 유래된 양이온성 작용기를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 양전하 작용기는 아민, 양이온성 폴리머, 순 양전하 펩티드, 순 양전하 단백질, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 대안적으로, 수지 비드의 표면은 전하 또는 정전기적 상호작용을 기반으로 하는 정제를 가능하게 하기 위해 음전하 작용기의 결합으로부터 유래된 음이온성 작용기를 가질 수 있다. 예를 들어, 음전하 작용기는 카복실, 음이온성 폴리머, 순 음전하 펩티드, 순 음전하 단백질, 올리고뉴클레오티드, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.In embodiments, the charge-based TFF purification device further comprises a suspension of resin beads. For example, the surfaces of the resin beads may have cationic functional groups derived from the binding of positively charged functional groups to enable purification based on charge or electrostatic interactions. For example, the positively charged functional groups include amines, cationic polymers, net positively charged peptides, net positively charged proteins, or any combination thereof. Alternatively, the surface of the resin beads may have anionic functional groups derived from the incorporation of negatively charged functional groups to enable purification based on charge or electrostatic interactions. For example, negatively charged functional groups include carboxyls, anionic polymers, net negatively charged peptides, net negatively charged proteins, oligonucleotides, or any combination thereof.

구현예들에서, 전하 기반 TFF 정제 장치의 수지 비드들의 직경은 약 0.2마이크론 내지 약 200마이크론이다. 상기 수지 비드들의 직경은 정제되는 생물학적 생성물과 공정의 전체 유속에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 단클론 항체의 정제는 크기가 약 90마이크론인 수지 비드들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 수지 비드들의 농도는 약 0.01중량% 내지 약 25중량%의 범위에 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 수지 비드들의 농도는 약 1중량% 내지 약 20중량%일 수 있다. 다른 예에서, 수지 비드들의 전하 또는 정전기적 회합 용량은 비드 농도, 표면적 대 부피 비율, 표면 전하 밀도, 순 전하, 또는 이들의 임의의 조합의 함수이다. 또 다른 예에서, 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.In embodiments, the diameter of the resin beads of the charge-based TFF purification device is between about 0.2 microns and about 200 microns. The diameter of the resin beads may vary depending on the biological product being purified and the overall flow rate of the process. For example, purification of a monoclonal antibody may include resin beads about 90 microns in size. In addition, the concentration of the resin beads may be in the range of about 0.01% by weight to about 25% by weight. For example, the concentration of the resin beads may be about 1% by weight to about 20% by weight. In another example, the charge or electrostatic association capacity of resin beads is a function of bead concentration, surface area to volume ratio, surface charge density, net charge, or any combination thereof. In another example, the resin beads can be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

구현예들에서, 제1(친화도 기반 TFF 정제) 모듈에는 추가로, 수지 비드 표면에 대한 생물학적 생성물의 결합을 가능하게 하는 적어도 하나의 평형 용기, 및 수지 비드 표면으로부터 생물학적 생성물의 탈결합 상호작용을 가능하게 하는 적어도 하나의 낮은 pH 평형 용기가 있다.In embodiments, the first (affinity-based TFF purification) module further includes at least one equilibration vessel enabling binding of the biological product to the resin bead surface, and a debinding interaction of the biological product from the resin bead surface. There is at least one low pH equilibration vessel that allows for

구현예들에서, 제2(양전하 및/또는 음전하 기반 TFF 정제 장치를 포함하는 전하 기반 TFF 정제) 모듈에는 추가로, 수지 비드 표면과 생물학적 생성물의 전하 또는 정전기적 상호작용을 기반으로 하는 회합을 가능하게 하는 적어도 하나의 회합 평형 용기, 및 수지 비드 표면으로부터 생물학적 생성물의 해리를 가능하게 하는 적어도 하나의 해리 평형 용기가 있다. 예를 들어, 다수의 해리 평형 용기들은, 예를 들어, pH 구배 또는 이온 강도 구배와 같은 구배 해리를 달성하기 위해 다수의 전하 기반 유체 정제 장치들과 함께 사용된다.In embodiments, the second (charge-based TFF purification comprising a positive charge and/or negative charge-based TFF purification device) module further enables association based on charge or electrostatic interaction of the biological product with the resin bead surface. and at least one dissociation equilibrium vessel enabling dissociation of the biological product from the resin bead surface. For example, multiple dissociation equilibrium vessels are used with multiple charge-based fluid purification devices to achieve gradient dissociation, such as, for example, a pH gradient or an ionic strength gradient.

구현예들에서, 본원에 기재된 수지 비드들은 재활용되고 재사용된다. 예를 들어, 상기 비드들은 생물학적 생성물을 정제하기 위해 적어도 2회, 3회, 4회, 또는 그 이상 재사용될 수 있다. 수지 비드들의 재활용 및 재사용을 가능하게 하기 위해, 적어도 하나의 재생 평형 용기는 수지 비드들을 농축하고 버퍼 교환하여 수지 비드들을 이들의 초기 상태로 되돌리기 위한 접선 유동 여과 시스템과 함께 사용될 수 있다.In embodiments, the resin beads described herein are recycled and reused. For example, the beads may be reused at least 2, 3, 4, or more times to purify a biological product. To enable recycling and reuse of the resin beads, at least one regeneration equilibration vessel may be used with a tangential flow filtration system to concentrate and buffer exchange the resin beads to return the resin beads to their pristine state.

구현예들에서, 제1(친화도 기반 TFF 정제) 및/또는 제2(양전하 및/또는 음전하 기반 TFF 정제 장치를 포함하는 전하 기반 TFF 정제) 모듈은 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 농축하고 버퍼 교환하기 위한 적어도 하나의 접선 유동 여과 시스템을 추가로 포함한다.In embodiments, the first (affinity-based TFF purification) and/or the second (charge-based TFF purification comprising a positive charge and/or negative charge based TFF purification device) module concentrates the fraction comprising the biological product and buffer exchanges it. It further includes at least one tangential flow filtration system for

다른 구현예에서, 본원에 기재된 공정은 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터 제2 모듈로 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 이때 상기 제2 모듈은 본 명세서에서 자유 흐름 전기영동 장치라고도 하는, 등전점 기반의 유체 정제 장치를 포함한다. 예를 들어, 자유 흐름 전기영동 장치에는 등전 집속 작동 모드에서 작동하기 위해 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 pH 구배를 포함하는 적어도 하나의 유체 소자가 있다. 다른 예에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 대략적인 pH 구배(coarse pH gradient)(예를 들어, 약 2 내지 약 10의 pH 범위)를 포함하는 적어도 하나의 제1 유체 소자; 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 미세한 pH 구배(fine pH gradient)(예를 들어, 약 5 내지 약 8의 pH 범위)를 포함하는 적어도 하나의 제2 유체 소자를 포함한다. 예를 들어, 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하는 추가의 후속 유체 소자들 또는 칩들을 사용하여 주 분리 채널을 가로지르는 pH 구배를 추가로 리파이닝(refining)할 수 있다(예를 들어, 약 7.1 내지 약 7.6의 pH 범위). 대안적으로, 자유 흐름 전기영동 장치에는 띠전기영동 또는 전하 분리 작동 모드에서 작동하기 위해 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하고, pH 구배가 없는(no pH gradient) 적어도 하나의 유체 소자가 있다.In another embodiment, the process described herein comprises continuously conveying a fraction comprising a biological product from at least one first outlet of a first module to a second module, wherein the second module is free herein. It includes an isoelectric point-based fluid purification device, also called a flow electrophoresis device. For example, a free flow electrophoresis device includes at least one fluid channel created between two parallel plates to operate in an isoelectric focusing mode of operation, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a pH gradient. There is a fluid element. In another example, an isoelectric point-based fluid purification module includes a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a coarse pH gradient across the main separation channel. (eg, a pH range of about 2 to about 10); and a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a fine pH gradient across the main separating channel (e.g., from about 5 to about 8 pH range) and at least one second fluidic element. For example, adding a pH gradient across the main separation channel using additional subsequent fluidic devices or chips comprising a fluidic channel created between two parallel plates and an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow. (e.g., pH range of about 7.1 to about 7.6). Alternatively, the free flow electrophoresis device includes an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow and a fluid channel created between two parallel plates to operate in a bandelectrophoresis or charge separation mode of operation, wherein the pH gradient There is at least one fluid element with no pH gradient.

다른 예에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 일정한 염기성 pH(예를 들어, pH 7 초과)를 포함하는 적어도 하나의 제1 유체 소자; 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 일정한 산성 pH(예를 들어, pH 7 미만)를 포함하는 적어도 하나의 제2 유체 소자를 포함한다. 또한, 자유 흐름 전기영동 장치에는 등속 전기영동 작동 모드로 작동하기 위해 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 스페이서 용액(spacer solution)(예를 들어, NaCl 용액)에 의해 분리되어 있는 산성 pH 구배 및 염기성 pH 구배 둘 모두를 포함하는 적어도 하나의 유체 소자가 있다.In another example, an isoelectric point-based fluid purification module comprises a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a constant basic pH (e.g., greater than pH 7). at least one first fluid element; and at least one second fluid element comprising a fluid channel created between the two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a constant acidic pH (eg, less than pH 7). . In addition, the free flow electrophoresis device includes a fluid channel created between two parallel plates to operate in the isokinetic electrophoretic mode of operation, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a spacer solution (e.g. There is at least one fluidic element comprising both an acidic pH gradient and a basic pH gradient separated by, for example, a NaCl solution.

일부 구현예에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하는 적어도 하나의 제1 유체 소자, 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하는 적어도 하나의 제2 유체 소자를 포함하며, 이때 각각의 소자는 직렬로 연결되어 있고, 정제를 가능하게 하는 독립적인 작동 모드에서 작동할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 제1 자유 흐름 전기영동 장치는 등전 집속 모드에서 작동할 수 있고, 적어도 하나의 제2 자유 흐름 전기영동 장치는 등속 전기영동 모드에서 작동할 수 있으며, 분리 분해능을 높이기 위해 직렬 연결을 통해 순차적으로 작동될 수 있다.In some implementations, the isoelectric point-based fluid purification module includes at least one first fluid element comprising a fluid channel created between two parallel plates and an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and two parallel plates and at least one second fluid element comprising a fluid channel created therebetween and an electric field or electric field gradient orthogonal to the direction of fluid flow, wherein each element is connected in series and is independent to enable purification. It can operate in operating mode. For example, at least one first free flow electrophoretic device can operate in isoelectric focusing mode and at least one second free flow electrophoretic device can operate in isokinetic mode, to increase separation resolution. They can be operated sequentially via a series connection.

다른 구현예에서, 제한하려는 의도 없이, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 규정된 단방향 힘을 유도할 수 있는 적어도 하나의 유전영동 전극을 갖는 유체 채널을 포함하는 적어도 하나의 제1 유체 소자; 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 대략적인 pH 구배(예를 들어, 약 2 내지 약 10의 pH 범위)를 포함하는 적어도 하나의 제2 유체 소자; 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 미세한 pH 구배(예를 들어, 약 5 내지 약 8의 pH 범위)를 포함하는 적어도 하나의 제3 유체 소자를 포함한다. 예를 들어, 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하는 추가의 후속 유체 소자들 또는 칩들을 사용하여 주 분리 채널을 가로지르는 pH 구배를 추가로 리파이닝(refining)할 수 있다(예를 들어, 약 7.1 내지 약 7.6의 pH 범위).In another embodiment, without intending to be limiting, an isoelectric based fluid purification module includes at least one first fluid element comprising a fluid channel having at least one dielectrophoretic electrode capable of inducing a defined unidirectional force; A fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and an approximate pH gradient across the main separating channel (e.g., in the pH range of about 2 to about 10). at least one second fluid element; and a fluid channel created between the two parallel plates, an electric field or electric field gradient orthogonal to the direction of fluid flow, and a fine pH gradient (e.g., in the pH range of about 5 to about 8) across the main separating channel. and at least one third fluid element. For example, adding a pH gradient across the main separation channel using additional subsequent fluidic devices or chips comprising a fluidic channel created between two parallel plates and an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow. (e.g., pH range of about 7.1 to about 7.6).

또 다른 구현예에서, 등전점 기반 유체 정제 장치는 능동 냉각 시스템(예를 들어, Peltier 소자, 순환하는 물/프로필렌 글리콜 재킷이 있는 열척)을 추가로 포함하여 온도 제어 및 주울 열방산(Joule heat dissipation)을 가능하게 한다. 예를 들어, 능동 냉각 시스템은 약 4℃ 내지 약 50℃, 바람직하게는 약 4℃ 내지 약 37℃의 범위에서 작동을 가능하게 하기 위해 냉각 및/또는 주울 열방산을 제어할 수 있다. 예를 들어, 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)을 단리하는 경우, 온도는 약 4℃ 내지 약 37℃로 유지된다.In another embodiment, the isoelectric point-based fluid purification device further comprises an active cooling system (e.g., a Peltier element, a thermal chuck with a circulating water/propylene glycol jacket) to control temperature and reduce Joule heat dissipation. makes it possible For example, the active cooling system can control cooling and/or Joule heat dissipation to enable operation in the range of about 4°C to about 50°C, preferably about 4°C to about 37°C. For example, when isolating a biological product (eg, a monoclonal antibody), the temperature is maintained between about 4° C. and about 37° C.

추가 구현예에서, 생물학적 생성물을 정제하는 공정은 또한, 바이러스 불활성화, 바이러스 여과, 접선 유동 여과(TFF), 고성능 접선 유동 여과(HP-TFF), 한외여과/정용여과(UF/DF), 필터 멸균, 충전-마무리(fill-finish), 동결건조, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있으며, 이들은 반연속적으로 그리고 제2 모듈의 다운스트림에서 수행된다.In a further embodiment, the process of purifying the biological product may also include virus inactivation, virus filtration, tangential flow filtration (TFF), high performance tangential flow filtration (HP-TFF), ultrafiltration/diafiltration (UF/DF), filter sterilization, fill-finish, lyophilization, or any combination thereof, which is performed semi-continuously and downstream of the second module.

예를 들어, 본원에 기재된 전체 공정(생물학적 생성물을 정제하기 위한 공정)은 약 4℃ 내지 약 50℃, 바람직하게는 약 4℃ 내지 약 37℃ 범위 내에 있는 온도에서 수행된다. 또한, 생물학적 생성물을 정제하기 위한 상업적 생산 규모 공정은 킬로그램/년 기준으로 제품 처리량 또는 수율을 희생하지 않고도 현재 기술보다 훨씬 적은 평방 피트를 차지하는 풋프린트를 갖는 시스템에서 수행된다. 예를 들어, 본원에 기재된 단클론 항체를 생산하고 정제하는 공정은 최대 약 30,000평방피트를 차지하는 풋프린트에서 작동된다. 이와 달리, 현재의 단클론 항체 생산 및 다운스트림 공정에는 최소 200,000평방피트가 필요하다.For example, the entire process described herein (for purifying a biological product) is carried out at a temperature within the range of about 4°C to about 50°C, preferably about 4°C to about 37°C. Additionally, commercial production scale processes for purifying biological products are performed in systems with footprints that occupy far fewer square feet than current technologies without sacrificing product throughput or yield on a kilograms per year basis. For example, the processes for producing and purifying monoclonal antibodies described herein operate in footprints occupying up to about 30,000 square feet. In contrast, current monoclonal antibody production and downstream processing require at least 200,000 square feet.

본원에 기재된 공정은 생물학적 생성물을 정제하기 위해 사용되며, 생물학적 생성물은 단백질 또는 이의 단편(폴리펩티드), 항체 또는 이의 단편, 사이토카인, 케모카인, 효소, 성장 인자, 올리고뉴클레오티드, 바이러스, 아데노바이러스, 아데노 관련 바이러스, 또는 렌티바이러스를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.The processes described herein are used to purify biological products, which include proteins or fragments thereof (polypeptides), antibodies or fragments thereof, cytokines, chemokines, enzymes, growth factors, oligonucleotides, viruses, adenoviruses, adeno-associated viruses, or lentiviruses, but are not limited thereto.

동적 여과 모듈dynamic filtration module

측면들에서, 본 명세서에는 불균질 혼합물 내 생물학적 생성물로부터 큰 불순물을 제거하기 위한 동적 여과 모듈이 제공된다. 동적 여과 모듈은 부압 하에 입력 라인과 유체 소통하는 적어도 하나의 출력 헤드로부터 동적 여과 모듈로 생물학적 생성물을 연속적으로 공급한다.In aspects, provided herein is a dynamic filtration module for removing large impurities from a biological product in a heterogeneous mixture. The dynamic filtration module continuously supplies biological product to the dynamic filtration module from at least one output head in fluid communication with the input line under negative pressure.

구현예들에서, 동적 여과 모듈은 필터 멤브레인 롤(filter membrane roll), 멤브레인 지지 구조물, 적어도 하나의 지지 로드 또는 롤러, 적어도 하나의 진공 라인, 진공 시스템, 및 적어도 하나의 진공 수집 용기를 포함한다.In embodiments, a dynamic filtration module includes a filter membrane roll, a membrane support structure, at least one support rod or roller, at least one vacuum line, a vacuum system, and at least one vacuum collection vessel.

동적 여과 모듈은 공급 릴과 수집 릴 사이에 연장되는 압연 필터 멤브레인을 포함하며, 상기 필터 멤브레인에는 불균질 혼합물을 수용하도록 구성된 표적 영역(예를 들어, 활성 표적 영역)이 있다. 예를 들어, 필터 멤브레인 롤의 필터 멤브레인은 폴리에테르설폰(PES), 친수성 폴리설폰, 셀룰로오스 에스테르, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 친수성 PVDF, 폴리카보네이트, 나일론, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 또는 친수성 PTFE를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 적합한 소재로 구성된다.The dynamic filtration module includes a rolled filter membrane extending between a supply reel and a collection reel, the filter membrane having a target area (eg, an active target area) configured to receive the heterogeneous mixture. For example, the filter membrane of the filter membrane roll is polyethersulfone (PES), hydrophilic polysulfone, cellulose ester, cellulose acetate, polyvinylidene fluoride (PVDF), hydrophilic PVDF, polycarbonate, nylon, polytetrafluoroethylene (PTFE), or a suitable material including, but not limited to, hydrophilic PTFE.

구현예들에서, 상기 압연 필터 멤브레인의 기공 크기는 정제되는 생물학적 생성물에 따라 달라진다. 예를 들어, 상기 압연 필터 멤브레인의 기공 크기는 0.1μm 내지 1μm의 범위 내에 있다. 대안적으로, 상기 기공 크기는 약 0.2μm 내지 약 0.45μm의 범위 내에 있거나, 상기 기공 크기는 약 0.45μm 미만이다. 다른 예에서, 항체를 정제할 때, 상기 압연 필터 멤브레인의 기공 크기는 0.2μm 내지 약 0.45μm의 범위 내에 있다.In embodiments, the pore size of the rolled filter membrane varies depending on the biological product being purified. For example, the pore size of the rolled filter membrane is in the range of 0.1 μm to 1 μm. Alternatively, the pore size is in the range of about 0.2 μm to about 0.45 μm, or the pore size is less than about 0.45 μm. In another example, when purifying antibodies, the rolled filter membrane has a pore size in the range of 0.2 μm to about 0.45 μm.

구현예들에서, 필터 멤브레인 롤의 폭은 약 10mm 내지 약 600mm이다. 예를 들어, 필터 멤브레인 롤의 폭은 동적 여과 시스템의 크기 및 멤브레인 지지 구조물의 크기와 같은 요인들에 따라 달라질 수 있다.In embodiments, the width of the filter membrane roll is between about 10 mm and about 600 mm. For example, the width of a filter membrane roll may vary depending on factors such as the size of the dynamic filtration system and the size of the membrane support structure.

구현예들에서, 필터 멤브레인 롤은 또한 수집 릴과 소통하는 공급 릴로서 기능을 하여 릴투릴 시스템을 생성한다. 작동 시, 불균질 혼합물은, 본 명세서에서 "표적 영역"(또는 "활성 표적 영역")으로도 지칭되는, 필터 멤브레인의 새로운 사용되지 않은 표적 영역에 적용되며, 이때 상기 필터 멤브레인은 사용된 필터 멤브레인 부분을 수집하는 수집 릴의 결과로 멤브레인 지지 구조물을 가로질러 적절한 수송 속도로 계속 이동된다. 예를 들어, 공급 릴 이동은 높은 토크로 낮은 멤브레인 수송 속도를 가능하게 하기 위해 분당 회전수(RPM)를 200:1의 비율로 제한하는 기어 박스(gear box)와 연결되어 있는 Servo 모터에 의해 제어된다. 수집 릴 이동은 높은 토크로 낮은 멤브레인 수송 속도를 가능하게 하기 위해 RPM을 200:1의 비율로 제한하는 기어 박스와 연결되어 있는 Servo 모터에 의해 제어된다. 또한, 공급 릴 모터와 수집 릴 모터는 작동 중에 공급 릴과 수집 릴 모두에서 끊임없이 변화하는 필터 멤브레인 롤의 직경과 일관된 멤브레인 수송 속도를 보장하기 위해 피드백 메커니즘을 작동시키는 폐쇄 루프 컨트롤러에 의해 제어된다.In embodiments, the filter membrane roll also functions as a supply reel in communication with the collection reel to create a reel-to-reel system. In operation, the heterogeneous mixture is applied to a new, unused target area of a filter membrane, also referred to herein as a "target area" (or "active target area"), wherein said filter membrane is a used filter membrane. The result of the collecting reel collecting the parts is their continuous movement across the membrane support structure at an appropriate transport speed. For example, feed reel movement is controlled by a servo motor coupled with a gear box that limits revolutions per minute (RPM) to a ratio of 200:1 to enable low membrane transfer speeds with high torque. do. Collecting reel movement is controlled by a servo motor coupled with a gearbox that limits the RPM to a ratio of 200:1 to enable low membrane transport speeds with high torque. Additionally, the feed reel motor and the collect reel motor are controlled by a closed-loop controller that operates a feedback mechanism to ensure consistent membrane transport rates and constantly changing diameters of the filter membrane rolls on both the feed and collect reels during operation.

예를 들어, 두께 모니터링 시스템 또는 로터리 엔코더(rotary encoder)를 사용하여 일관된 멤브레인 수송 속도를 보장할 수 있다. 예를 들어, 공급 릴과 수집 릴은 동일한 속도에서 동일한 방향으로 작동한다. 다른 예에서, 공급 릴과 수집 릴은 서로 다른 속도에서 동일한 방향으로 작동한다. 공급 릴에서 수집 릴로 필터 멤브레인을 수송하는 다른 방법은 코팅 및 컨버팅 산업(converting industry) 분야의 숙련가에 의해 고려될 수 있다. 다른 예에서는 2개의 동적 여과 시스템들이 병렬로 실행된다. 예를 들어, 2개의 병렬 동적 여과 시스템들은 사용된 필터 멤브레인 롤을 교체하는 동안 시스템을 통한 지속적인 흐름을 허용할 수 있다. 또한, 2개의 병렬 동적 여과 시스템들은 전체 진공 수집 용기를 대기압과 평형을 이루게 하여 생물반응기 배출 라인으로부터 불균질 혼합물을 연속적으로 수용하는 공정을 중단하지 않고도 제1 정제 모듈로 유체를 흐를 수 있게 할 수 있다.For example, a thickness monitoring system or rotary encoder can be used to ensure consistent membrane transport rates. For example, the supply reel and the collection reel run in the same direction at the same speed. In another example, the supply and collection reels run in the same direction at different speeds. Other methods of transporting the filter membrane from the supply reel to the collection reel may be considered by those skilled in the coating and converting industry. In another example, two dynamic filtration systems are run in parallel. For example, two parallel dynamic filtration systems may allow continuous flow through the system while replacing used filter membrane rolls. Additionally, the two parallel dynamic filtration systems may equilibrate the entire vacuum collection vessel to atmospheric pressure to allow fluid flow from the bioreactor discharge line to the first purification module without interrupting the process of continuously receiving the heterogeneous mixture. there is.

추가로, 동적 여과 모듈은 필터 멤브레인이 부압을 겪을 때 필터 멤브레인의 표적 영역(예를 들어, 활성 표적 영역)을 지지하기 위한 멤브레인 지지 구조물을 포함한다. 멤브레인 지지 구조물은 공급 릴과 수집 릴 사이에 위치하며, 정적 마찰 계수가 낮은 재료(예를 들어, PTFE)에서 유래된 기계적으로 평탄한 접촉 표면을 가지며, 진공 라인과 연속되는 개구부를 갖는다. 예를 들어, 상기 개구부는 메쉬, 적어도 하나의 슬롯, 적어도 하나의 구멍, 프릿, 다공성 물질, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.Additionally, the dynamic filtration module includes a membrane support structure for supporting a target area (eg, an active target area) of the filter membrane when the filter membrane is subjected to negative pressure. The membrane support structure is located between the supply reel and the collection reel, has a mechanically flat contact surface derived from a material with a low static friction coefficient (eg PTFE), and has an opening continuous with the vacuum line. For example, the opening may include a mesh, at least one slot, at least one hole, a frit, a porous material, or any combination thereof.

구현예들에서, 동적 여과 모듈의 적어도 하나의 지지 로드 또는 롤러는 정적 마찰 계수가 낮은 재료(예를 들어, PTFE, PFA)에서 유래된 기계적으로 평탄한 접촉 표면을 갖는다. 예를 들어, 동적 여과 모듈은 멤브레인 지지 구조물을 가로지르는 필터 멤브레인의 이동을 안정화하기 위해 기계적으로 평탄한 접촉 표면을 지닌 적어도 하나의 지지 로드 또는 롤러를 포함한다.In embodiments, at least one support rod or roller of the dynamic filtration module has a mechanically flat contact surface derived from a material with a low static coefficient of friction (eg, PTFE, PFA). For example, the dynamic filtration module includes at least one support rod or roller with a mechanically flat contact surface to stabilize the movement of the filter membrane across the membrane support structure.

구현예들에서, 동적 여과 모듈의 멤브레인 지지 구조물은 증발 냉각이 있을 때 원하는 온도를 유지하기 위한 온도 제어 메커니즘을 포함한다. 상기 온도 제어 메커니즘은 약 4℃ 내지 약 37℃의 온도를 유지한다. 예를 들어, 항체를 정제하는 동안, 온도 제어 메커니즘은 약 15℃ 내지 약 37℃ 범위 내의 온도를 유지한다.In embodiments, the membrane support structure of the dynamic filtration module includes a temperature control mechanism to maintain a desired temperature when there is evaporative cooling. The temperature control mechanism maintains a temperature between about 4°C and about 37°C. For example, during antibody purification, the temperature control mechanism maintains the temperature within the range of about 15°C to about 37°C.

구현예들에서, 동적 여과 모듈은 불균질 혼합물의 흐름을 조절하고, 불균질 혼합물을 필터 멤브레인의 표적 영역(예를 들어, 활성 표적 영역)에 분배하기 위한 적어도 하나의 출력 헤드를 포함한다. 예를 들어, 상기 적어도 하나의 출력 헤드는 튜브 또는 슬롯 다이(slot die)이다.In embodiments, the dynamic filtration module includes at least one output head for regulating the flow of the heterogeneous mixture and distributing the heterogeneous mixture to a target area (eg, an active target area) of the filter membrane. For example, the at least one output head is a tube or slot die.

일부 구현예에서, 동적 여과 모듈은 동축 출력 헤드, 별도의 단축 출력 헤드, 별도의 슬롯 다이 출력 헤드, 또는 여러 개의 개구부가 있는 슬롯 다이 출력 헤드를 통해 세척 버퍼를 공급하기 위한 적어도 하나의 추가 입력 라인을 추가로 포함한다.In some embodiments, the dynamic filtration module includes at least one additional input line for supplying wash buffer through a coaxial output head, a separate monoaxial output head, a separate slot die output head, or a slot die output head with multiple openings. additionally includes

일부 구현예에서, 동적 여과 모듈은 코팅 및 컨버팅 산업에 공지된 요소들, 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 능동 또는 수동 에지 가이드, 장력 조절장치(예를 들어, 댄서), 브레이크 및 장력 검출기, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.In some embodiments, the dynamic filtration module may include elements known in the coatings and converting industry, such as, but not intended to be limiting, active or passive edge guides, tension regulators (eg, dancers), brakes and tension detectors; or any combination thereof.

구현예들에서, 동적 여과 모듈은 필터 멤브레인의 표적 영역(예를 들어, 활성 표적 영역)에 걸쳐 부압을 적용하기 위해 멤브레인 지지 구조물과 연속되는 진공 시스템을 포함하며, 이때 상기 부압은 멤브레인 지지 구조물을 가로지르는 필터 멤브레인의 표적 영역(예를 들어, 활성 표적 영역)을 허용하고, 생물학적 생성물을 포함하는 여액의 수집을 가능하게 한다. 예를 들어, 동적 여과 모듈의 진공 시스템은 연속 여과를 위해 약 -0.05bar 내지 약 -0.98bar의 게이지 압력을 유지한다.In embodiments, a dynamic filtration module includes a vacuum system in continuity with a membrane support structure to apply a negative pressure across a target area (eg, an active target area) of a filter membrane, wherein the negative pressure is applied to the membrane support structure. Allows a target area (eg, active target area) of the filter membrane to be crossed and allows collection of filtrate containing biological products. For example, the vacuum system of the dynamic filtration module maintains a gauge pressure of about -0.05 bar to about -0.98 bar for continuous filtration.

구현예들에서, 동적 여과 모듈은 여액을 수집하도록 구성된 적어도 하나의 진공 수집 용기, 및 적어도 하나의 센서 또는 검출기를 추가로 포함한다. 예를 들어, 2개의 병렬 동적 여과 시스템들은 제1 진공 수집 용기를 완전히 충전하고, 대기압과 평형을 이루게 한 후에 시스템을 통해 연속적으로 흐를 수 있도록 하기 위해 시차를 두고 실행된다.In embodiments, the dynamic filtration module further includes at least one vacuum collection vessel configured to collect filtrate, and at least one sensor or detector. For example, two parallel dynamic filtration systems are run staggered to allow continuous flow through the system after the first vacuum collection vessel is fully filled and equilibrated with atmospheric pressure.

구현예들에서, 동적 여과에 의해 불균질 혼합물로부터 큰 불순물(예를 들어, 세포, 세포 파편, 및 응집체)을 연속적으로 제거하는 공정은 기공 크기가 서로 다른 적어도 2개의 개별 압연 필터 멤브레인을 사용하는 다단계 여과를 포함한다. 예를 들어, 이러한 다단계 동적 여과 공정은 기공 크기가 작은(예를 들어, 0.2μm) 압연 필터 멤브레인을 갖는 적어도 하나의 제2 동적 여과 장치와 유체 소통하는 기공 크기가 큰(예를 들어, 0.45μm) 압연 필터 멤브레인을 갖는 적어도 하나의 제1 동적 여과 장치를 포함하며, 이로써 생물학적 생성물을 포함하는 여액이 생성된다. 대안적으로, 별도의 공급 릴에 의해 공급되는 적어도 2개의 압연 필터 멤브레인을 갖는 단일 동적 여과 장치에 의해 유사한 결과가 달성될 수 있으며, 그 결과 활성 표적 영역에 걸쳐 필터 멤브레인들의 적층된 세트가 생성되며, 이때 불균질 혼합물은 먼저 더 큰 기공 크기의 필터 멤브레인(예를 들어, 0.45μm)과 접촉한 후 다음으로 더 작은 기공 크기의 필터 멤브레인(예를 들어, 0.2μm)과 접촉한다.In embodiments, the process of continuously removing large impurities (e.g., cells, cell debris, and aggregates) from a heterogeneous mixture by dynamic filtration uses at least two separate rolled filter membranes of different pore sizes. It includes multi-stage filtration. For example, such a multi-stage dynamic filtration process includes a large pore size (eg, 0.2 μm) rolled filter membrane in fluid communication with at least one second dynamic filtration device having a small pore size (eg, 0.2 μm). ) at least one first dynamic filtration device having a rolled filter membrane, whereby a filtrate comprising biological products is produced. Alternatively, a similar result can be achieved with a single dynamic filtration device having at least two rolled filter membranes fed by separate supply reels, resulting in a stacked set of filter membranes across the active target area; , where the heterogeneous mixture is first contacted with a larger pore size filter membrane (eg, 0.45 μm) and then with a smaller pore size filter membrane (eg, 0.2 μm).

친화도 기반의 자성 정제 모듈Affinity-based magnetic purification module

측면들에서, 본 명세서에는 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 친화도 기반의 자성 정제 모듈이 제공되며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 친화도 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다.In aspects, provided herein is an affinity-based magnetic purification module for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The affinity-based magnetic purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to allow continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, For example, it can be consistent and constant during steady state operation.

구현예들에서, 친화도 기반의 자성 정제 모듈은 자성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 자성 수지 비드의 표면은, 제한하려는 의도 없이, 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 결합하도록 구성된 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 항원 단백질, 단백질, 수용체, 항체, 또는 압타머에 연결되어 있다. 예를 들어, 상기 자성 수지 비드들은 이동성이다.In embodiments, an affinity-based magnetic purification module comprises a suspension of magnetic resin beads, wherein a surface of the magnetic resin beads is configured, without limitation, to selectively bind to the biological product Protein A, Protein G , protein L, antigen protein, protein, receptor, antibody, or aptamer. For example, the magnetic resin beads are mobile.

또한, 친화도 기반의 자성 정제 모듈은 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 자성 수지 비드, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 자성 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 수송 용기들을 포함하는 루프 컨베이어 시스템을 포함한다.Further, the affinity-based magnetic purification module is configured to continuously receive a mixture comprising a biological product and then transport the resulting heterogeneous mixture comprising the biological product, magnetic resin beads, buffer, or any combination thereof. and a loop conveyor system including at least two transport containers filled with magnetic resin beads.

대안적으로, 친화도 기반의 자성 정제 모듈은 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 자성 수지 비드, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 자성 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 수송 용기들을 포함하는 픽앤플레이스 로봇 시스템을 포함한다.Alternatively, the affinity-based magnetic purification module continuously receives a mixture comprising a biological product and then transports the resulting heterogeneous mixture comprising the biological product, magnetic resin beads, buffer, or any combination thereof. and a pick-and-place robotic system comprising at least two transport containers filled with magnetic resin beads configured to:

구현예들에서, 친화도 기반의 자성 정제 모듈은 세척을 가능하게 하기 위해 불균질 혼합물로부터 상기 자성 수지 비드들을 끌어당겨 분리하는 데 사용될 수 있는 적어도 하나의 외부 자기장을 포함한다. 또한, 상기 적어도 하나의 외부 자기장은 상기 생물학적 생성물의 용출을 가능하게 하기 위해 불균질 혼합물로부터 상기 자성 수지 비드들을 끌어당겨 분리하는 데 사용될 수 있다. 대안적으로, 상기 자성 수지 비드들의 재활용을 가능하게 하기 위해 적어도 하나의 외부 자기장이 사용될 수 있다. 예를 들어, 자성 수지 비드들의 혼합은 켜짐(on) 상태와 꺼짐(off) 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에 적어도 하나의 수송 용기를 배치함으로써 달성될 수 있다.In embodiments, the affinity-based magnetic purification module includes at least one external magnetic field that can be used to attract and separate the magnetic resin beads from a heterogeneous mixture to enable cleaning. Additionally, the at least one external magnetic field can be used to attract and separate the magnetic resin beads from the heterogeneous mixture to enable elution of the biological product. Alternatively, at least one external magnetic field may be used to enable recycling of the magnetic resin beads. For example, mixing of the magnetic resin beads can be achieved by placing the at least one transport container between two separate opposing magnetic fields that switch between an on state and an off state.

구현예들에서, 친화도 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 하나의 결합/세척 버퍼 시스템을 포함한다.In embodiments, the affinity-based magnetic purification module includes at least one binding/washing buffer system.

구현예들에서, 친화도 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 하나의 용출 버퍼 시스템을 포함한다.In embodiments, the affinity-based magnetic purification module includes at least one elution buffer system.

구현예들에서, 친화도 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 하나의 자성 수지 비드 재생 버퍼 시스템을 포함한다.In embodiments, the affinity-based magnetic purification module includes at least one magnetic resin bead regeneration buffer system.

구현예들에서, 친화도 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 2개의 수송 용기들로부터 폐액(waste solution)을 제거하기 위한 적어도 하나의 흡인기 시스템(aspirator system)을 포함한다.In embodiments, the affinity-based magnetic purification module includes at least one aspirator system for removing waste solution from the at least two transport vessels.

구현예들에서, 친화도 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 하나의 센서 또는 검출기를 포함한다.In embodiments, the affinity-based magnetic purification module includes at least one sensor or detector.

구현예들에서, 친화도 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 하나의 유체 취급 펌프(fluid handling pump)를 포함한다.In embodiments, the affinity-based magnetic purification module includes at least one fluid handling pump.

양전하 기반의 자성 정제 모듈Positive charge-based magnetic purification module

측면들에서, 본 명세서에는 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 양전하 기반의 자성 정제 모듈이 제공되며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 양전하 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다.In aspects, provided herein is a positive charge-based magnetic purification module for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The positive charge-based magnetic purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to allow continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, , can be consistent and constant during steady state operation.

구현예들에서, 양전하 기반의 자성 정제 모듈은 자성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 자성 수지 비드의 표면은 특정 pH 및 이온 강도에서 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 회합하도록 구성된 양이온성 작용기를 포함한다. 예를 들어, 상기 자성 수지 비드들은 이동성이다.In embodiments, a positive charge based magnetic purification module comprises a suspension of magnetic resin beads, wherein the surface of the magnetic resin beads comprises cationic functional groups configured to selectively associate with the biological product at a specific pH and ionic strength. . For example, the magnetic resin beads are mobile.

또한, 양전하 기반의 자성 정제 모듈은 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 자성 수지 비드, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 자성 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 수송 용기들을 포함하는 루프 컨베이어 시스템을 포함한다.Additionally, the positive charge-based magnetic purification module is configured to continuously receive a mixture comprising a biological product and then transport the resulting heterogeneous mixture comprising the biological product, magnetic resin beads, buffer, or any combination thereof. and a loop conveyor system including at least two transport containers filled with resin beads.

대안적으로, 양전하 기반의 자성 정제 모듈은 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 자성 수지 비드, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 자성 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 수송 용기들을 포함하는 픽앤플레이스 로봇 시스템을 포함한다.Alternatively, the positive charge-based magnetic purification module is configured to continuously receive a mixture comprising a biological product and then transport the resulting heterogeneous mixture comprising the biological product, magnetic resin beads, buffer, or any combination thereof. and a pick-and-place robotic system comprising at least two transport containers filled with constructed magnetic resin beads.

구현예들에서, 양전하 기반의 자성 정제 모듈은 세척을 가능하게 하기 위해 불균질 혼합물로부터 상기 자성 수지 비드들을 끌어당겨 분리하는 데 사용될 수 있는 적어도 하나의 외부 자기장을 포함한다. 또한, 상기 적어도 하나의 외부 자기장은 상기 생물학적 생성물의 해리 및 정제를 가능하게 하기 위해 불균질 혼합물로부터 상기 자성 수지 비드들을 끌어당겨 분리하는 데 사용될 수 있다. 대안적으로, 상기 자성 수지 비드들의 재활용을 가능하게 하기 위해 적어도 하나의 외부 자기장이 사용될 수 있다. 예를 들어, 자성 수지 비드들의 혼합은 켜짐(on) 상태와 꺼짐(off) 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에 적어도 하나의 수송 용기를 배치함으로써 달성될 수 있다.In embodiments, the positive charge based magnetic purification module includes at least one external magnetic field that can be used to attract and separate the magnetic resin beads from a heterogeneous mixture to enable cleaning. Additionally, the at least one external magnetic field can be used to attract and separate the magnetic resin beads from a heterogeneous mixture to enable dissociation and purification of the biological product. Alternatively, at least one external magnetic field may be used to enable recycling of the magnetic resin beads. For example, mixing of the magnetic resin beads can be achieved by placing the at least one transport container between two separate opposing magnetic fields that switch between an on state and an off state.

구현예들에서, 양전하 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 하나의 회합/세척 버퍼 시스템을 포함한다.In embodiments, the positive charge based magnetic purification module includes at least one association/wash buffer system.

구현예들에서, 양전하 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 하나의 해리 버퍼 시스템을 포함한다. 예를 들어, 구배 해리 효과를 생성하기 위해 pH, 이온 강도, 또는 이들의 임의의 조합이 서로 다른 여러 해리 버퍼들이 순차적으로 이용된다.In embodiments, the positive charge based magnetic purification module includes at least one dissociation buffer system. For example, several dissociation buffers differing in pH, ionic strength, or any combination thereof are used sequentially to create a gradient dissociation effect.

구현예들에서, 양전하 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 하나의 자성 수지 비드 재생 버퍼 시스템을 포함한다.In embodiments, the positive charge based magnetic purification module includes at least one magnetic resin bead regeneration buffer system.

구현예들에서, 양전하 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 2개의 수송 용기들로부터 폐액을 제거하기 위한 적어도 하나의 흡인기 시스템을 포함한다.In embodiments, the positive charge based magnetic purification module includes at least one aspirator system for removing waste liquid from at least two transport vessels.

구현예들에서, 양전하 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 하나의 센서 또는 검출기를 포함한다.In embodiments, a positive charge based magnetic purification module includes at least one sensor or detector.

구현예들에서, 양전하 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.In embodiments, the positive charge based magnetic purification module includes at least one fluid handling pump.

음전하 기반의 자성 정제 모듈Negative charge based magnetic purification module

측면들에서, 본 명세서에는 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 음전하 기반의 자성 정제 모듈이 제공되며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 음전하 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다.In aspects, provided herein is a negative charge based magnetic purification module for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The negative charge-based magnetic purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to allow continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, , can be consistent and constant during steady state operation.

구현예들에서, 음전하 기반의 자성 정제 모듈은 자성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 자성 수지 비드의 표면은 특정 pH 및 이온 강도에서 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 회합하도록 구성된 음이온성 작용기를 포함한다. 예를 들어, 상기 자성 수지 비드들은 이동성이다.In embodiments, a negative charge based magnetic purification module comprises a suspension of magnetic resin beads, wherein the surface of the magnetic resin beads comprises an anionic functional group configured to selectively associate with the biological product at a specific pH and ionic strength. . For example, the magnetic resin beads are mobile.

또한, 음전하 기반의 자성 정제 모듈은 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 자성 수지 비드, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 자성 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 수송 용기들을 포함하는 루프 컨베이어 시스템을 포함한다.Further, the negative charge-based magnetic purification module is configured to continuously receive a mixture comprising a biological product and then transport the resulting heterogeneous mixture comprising the biological product, magnetic resin beads, buffer, or any combination thereof. and a loop conveyor system including at least two transport containers filled with resin beads.

대안적으로, 음전하 기반의 자성 정제 모듈은 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 자성 수지 비드, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 자성 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 수송 용기들을 포함하는 픽앤플레이스 로봇 시스템을 포함한다.Alternatively, the negative charge-based magnetic purification module is configured to continuously receive a mixture comprising a biological product and then transport the resulting heterogeneous mixture comprising the biological product, magnetic resin beads, buffer, or any combination thereof. and a pick-and-place robotic system comprising at least two transport containers filled with constructed magnetic resin beads.

구현예들에서, 음전하 기반의 자성 정제 모듈은 세척을 가능하게 하기 위해 불균질 혼합물로부터 상기 자성 수지 비드들을 끌어당겨 분리하는 데 사용될 수 있는 적어도 하나의 외부 자기장을 포함한다. 또한, 상기 적어도 하나의 외부 자기장은 상기 생물학적 생성물의 해리 및 정제를 가능하게 하기 위해 불균질 혼합물로부터 상기 자성 수지 비드들을 끌어당겨 분리하는 데 사용될 수 있다. 대안적으로, 상기 자성 수지 비드들의 재활용을 가능하게 하기 위해 적어도 하나의 외부 자기장이 사용될 수 있다. 예를 들어, 자성 수지 비드들의 혼합은 켜짐(on) 상태와 꺼짐(off) 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에 적어도 하나의 수송 용기를 배치함으로써 달성될 수 있다.In embodiments, the negative charge based magnetic purification module includes at least one external magnetic field that can be used to attract and separate the magnetic resin beads from a heterogeneous mixture to enable cleaning. Additionally, the at least one external magnetic field can be used to attract and separate the magnetic resin beads from a heterogeneous mixture to enable dissociation and purification of the biological product. Alternatively, at least one external magnetic field may be used to enable recycling of the magnetic resin beads. For example, mixing of the magnetic resin beads can be achieved by placing the at least one transport container between two separate opposing magnetic fields that switch between an on state and an off state.

구현예들에서, 음전하 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 하나의 회합/세척 버퍼 시스템을 포함한다.In embodiments, the negative charge based magnetic purification module includes at least one association/wash buffer system.

구현예들에서, 음전하 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 하나의 해리 버퍼 시스템을 포함한다. 예를 들어, 구배 해리 효과를 생성하기 위해 pH, 이온 강도, 또는 이들의 임의의 조합이 서로 다른 여러 해리 버퍼들이 순차적으로 이용된다.In embodiments, the negative charge based magnetic purification module includes at least one dissociation buffer system. For example, several dissociation buffers differing in pH, ionic strength, or any combination thereof are used sequentially to create a gradient dissociation effect.

구현예들에서, 음전하 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 하나의 자성 수지 비드 재생 버퍼 시스템을 포함한다.In embodiments, the negative charge based magnetic purification module includes at least one magnetic resin bead regeneration buffer system.

구현예들에서, 음전하 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 2개의 수송 용기들로부터 폐액을 제거하기 위한 적어도 하나의 흡인기 시스템을 포함한다.In embodiments, the negative charge based magnetic purification module includes at least one aspirator system for removing waste liquid from the at least two transport vessels.

구현예들에서, 음전하 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 하나의 센서 또는 검출기를 포함한다.In embodiments, the negative charge based magnetic purification module includes at least one sensor or detector.

구현예들에서, 음전하 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.In embodiments, the negative charge based magnetic purification module includes at least one fluid handling pump.

친화도 기반 정제 모듈Affinity-based purification module

측면들에서, 본 명세서에는 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 친화도 기반 정제 모듈이 제공되며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 친화도 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다.In aspects, provided herein is an affinity-based purification module for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The affinity-based purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to allow continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, It can be consistent and constant during steady state operation.

구현예들에서, 친화도 기반 정제 모듈은 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 수지 비드의 표면은, 제한하려는 의도 없이, 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 결합하도록 구성된 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 항원 단백질, 단백질, 수용체, 항체, 또는 압타머에 연결되어 있다. 예를 들어, 상기 수지 비드들은 이동성이다.In embodiments, an affinity-based purification module comprises a suspension of resin beads, wherein a surface of the resin beads is configured, without limitation, to selectively bind to the biological product: Protein A, Protein G, Protein L, It is linked to an antigenic protein, protein, receptor, antibody, or aptamer. For example, the resin beads are mobile.

구현예들에서, 친화도 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 개스킷 리드(gasketed lid)가 있는 리드 시스템을 포함하며, 이때 상기 적어도 하나의 개스킷 리드는 정압 헤드 압력(positive head pressure)을 제어할 수 있도록 가스를 도입하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는다. 또한, 상기 리드 시스템에는 대기압과 평형을 이룰 수 있게 하는 적어도 하나의 벤트 포트(vent port), 수지 비드들의 현탁액을 도입하기 위한 적어도 하나의 유입구, 생물학적 생성물을 포함하는 여액을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구, 및/또는 상기 수지 비드들의 세척, 이로부터의 용출, 또는 이의 재생을 가능하게 하기 위해 수지 비드들을 분산시키는 버퍼 시스템을 도입하기 위한 적어도 2개의 유입구들이 있다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 개스킷 리드는 또한 수지 비드들의 분산을 가능하게 하기 위해 오버헤드 교반 임펠러(overhead stirring impeller)를 수용하기 위한 포트를 포함한다. 예를 들어, 상기 리드 시스템은 z축을 따라 이동을 제어한다.In embodiments, an affinity-based purification module includes a lid system having at least one gasketed lid, wherein the at least one gasketed lid is capable of controlling a positive head pressure with a gas. It has at least one inlet for introducing. In addition, the lid system includes at least one vent port for equilibrating atmospheric pressure, at least one inlet for introducing a suspension of resin beads, and at least one for receiving a filtrate containing a biological product. There are at least two inlets for introducing an inlet, and/or a buffer system dispersing the resin beads to enable washing, elution therefrom, or regeneration of the resin beads. In some embodiments, at least one gasket lid also includes a port for receiving an overhead stirring impeller to enable dispersion of the resin beads. For example, the lead system controls movement along the z-axis.

구현예들에서, 친화도 기반 정제 모듈은 기계적 회전 시스템, 예를 들어, 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 수지 비드들, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 용기들을 포함하는 캐러셀을 포함한다. 예를 들어, 캐러셀은 적어도 2개의 용기들을 붙들어 서로 다른 공정 위치로 수송하는 회전 구조물이다. 일부 예에서, 기계적 회전 시스템은 가압 및 액체 취급을 가능하게 하기 위해 리드 시스템과 정합(mate)되도록 구성된다. 다른 예에서, 기계식 회전 시스템은 xy 평면에서 이동 또는 회전을 제어한다.In embodiments, an affinity-based purification module continuously receives a mixture comprising a mechanical rotational system, eg, a biological product, followed by the biological product, resin beads, buffer, or any combination thereof. and a carousel comprising at least two containers filled with resin beads configured to transport the resulting heterogeneous mixture. For example, a carousel is a rotating structure that holds and transports at least two containers to different process locations. In some examples, the mechanical rotation system is configured to mate with the lid system to enable pressurization and liquid handling. In another example, a mechanical rotation system controls movement or rotation in the xy plane.

구현예들에서, 친화도 기반 정제 모듈의 적어도 2개의 용기들 각각에는 지지된 기저 필터(basement filter) 또는 필터 멤브레인이 있다. 예를 들어, 기저 필터(또는 필터 멤브레인)는 결합, 탈결합, 세척, 용출, 및/또는 재생 공정 단계들 동안 수지 비드들의 보유를 가능하게 한다. 예를 들어, 적어도 2개의 용기들은 액체 흐름을 제어하기 위한 밸브를 추가로 포함할 수 있다.In embodiments, each of the at least two vessels of the affinity-based purification module has a supported basement filter or filter membrane. For example, a bottom filter (or filter membrane) allows retention of resin beads during binding, debinding, washing, elution, and/or regeneration process steps. For example, at least two vessels may further include a valve to control liquid flow.

다른 구현예에서, 친화도 기반 정제 모듈은 단계적 선형 시스템, 예를 들어, 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 수지 비드들, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 처리하도록 구성된 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 용기들을 포함한다. 예를 들어, 적어도 2개의 용기들은 가압 및 액체 취급을 가능하게 하기 위해 리드 시스템과 정합하도록 구성된다.In another embodiment, the affinity-based purification module is a stepwise linear system, eg, continuously receiving a mixture comprising a biological product, followed by a biological product, resin beads, buffer, or any combination thereof. and at least two vessels filled with resin beads configured to process the resulting heterogeneous mixture. For example, at least two containers are configured to mate with a lid system to enable pressurization and liquid handling.

구현예들에서, 친화도 기반 정제 모듈은 기계적 회전 시스템의 적어도 2개의 용기들 중 적어도 하나의 용기와 인터페이스하여 폐기물, 생물학적 생성물을 포함하는 분획, 또는 이들의 임의의 조합을 수집할 수 있는 수집 시스템을 포함한다. 예를 들어, 상기 수집 시스템은 z축을 따라 이동을 제어한다.In embodiments, an affinity-based purification module is a collection system capable of interfacing with at least one of the at least two vessels of the mechanical rotation system to collect waste, a fraction comprising a biological product, or any combination thereof. includes For example, the collection system controls movement along the z-axis.

다른 구현예에서, 친화도 기반 정제 모듈은 단계적 선형 시스템의 적어도 2개의 용기들 중 적어도 하나의 용기와 인터페이스하여 폐기물, 생물학적 생성물을 포함하는 분획, 또는 이들의 임의의 조합을 수집할 수 있는 수집 시스템을 포함한다. 예를 들어, 상기 수집 시스템은 적어도 2개의 용기들 중 적어도 하나의 용기에 연결되어 있다.In another embodiment, the affinity-based purification module interfaces with at least one of the at least two vessels of the staged linear system to collect waste, a fraction comprising a biological product, or any combination thereof. includes For example, the collection system is connected to at least one of the at least two vessels.

구현예들에서, 친화도 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 가스를 포함한다. 일부 구현예에서, 제한하려는 의도 없이, 상기 가스는 필터링된 질소 또는 압축 건조 공기를 포함한다. 예를 들어, 상기 가스는 약 0.1psi 내지 약 30psi의 압력 수두(pressure head)를 생성한다.In embodiments, an affinity-based purification module includes at least one gas. In some embodiments, without intending to be limited, the gas includes filtered nitrogen or compressed dry air. For example, the gas creates a pressure head of about 0.1 psi to about 30 psi.

구현예들에서, 친화도 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 결합/세척 버퍼 시스템을 포함한다.In embodiments, the affinity-based purification module includes at least one binding/washing buffer system.

구현예들에서, 친화도 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 낮은 pH 용출 버퍼 시스템을 포함한다.In embodiments, the affinity-based purification module includes at least one low pH elution buffer system.

구현예들에서, 친화도 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 수지 비드 재생 버퍼 시스템을 포함한다.In embodiments, the affinity-based purification module includes at least one resin bead regeneration buffer system.

구현예들에서 친화도 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 수집 용기를 포함한다.In embodiments the affinity-based purification module includes at least one collection vessel.

구현예들에서, 친화도 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 센서 또는 검출기를 포함한다.In embodiments, an affinity-based purification module includes at least one sensor or detector.

구현예들에서, 친화도 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.In embodiments, an affinity-based purification module includes at least one fluid handling pump.

양전하 기반 정제 모듈Positive Charge Based Purification Module

또한, 본 명세서에는 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 양전하 기반 정제 모듈이 제공되며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다.Also provided herein is a positive charge-based purification module for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product.

양전하 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다.The positive charge based purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to permit continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, steady. State can be consistent and constant during operation.

구현예들에서, 양전하 기반 정제 모듈은 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 수지 비드의 표면은 특정 pH 및 이온 강도에서 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 회합하도록 구성된 양이온성 작용기를 포함한다. 예를 들어, 상기 수지 비드들은 이동성이다.In embodiments, a positive charge based purification module comprises a suspension of resin beads, wherein the surface of the resin beads comprises cationic functional groups configured to selectively associate with the biological product at a specific pH and ionic strength. For example, the resin beads are mobile.

구현예들에서, 양전하 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 개스킷 리드를 갖는 리드 시스템을 포함하며, 상기 적어도 하나의 개스킷 리드는 정압 헤드 압력을 제어할 수 있도록 가스를 도입하기 위한 적어도 하나의 유입구; 수지 비드들의 현탁액을 도입하기 위한 적어도 하나의 유입구; 대기압과 평형을 이룰 수 있도록 하는 적어도 하나의 벤트 포트; 생물학적 생성물을 포함하는 여액을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구; 상기 수지 비드들의 세척, 이들로부터의 해리, 또는 이들의 재생을 가능하게 하기 위해 수지 비드들을 분산시키는 버퍼 시스템을 도입하기 위한 적어도 2개의 유입구들을 포함한다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 개스킷 리드는 수지 비드들의 분산을 가능하게 하기 위해 오버헤드 교반 임펠러를 수용하기 위한 포트를 추가로 포함한다. 예를 들어, 상기 리드 시스템은 z축을 따라 이동을 제어한다.In embodiments, a positive charge based purification module includes a lid system having at least one gasket lid, the at least one gasket lid comprising: at least one inlet for introducing a gas to control a positive head pressure; at least one inlet for introducing a suspension of resin beads; at least one vent port to equalize atmospheric pressure; at least one inlet for receiving a filtrate comprising biological products; and at least two inlets for introducing a buffer system dispersing the resin beads to enable washing, dissociation from, or regeneration of the resin beads. In some embodiments, the at least one gasket lid further includes a port for receiving an overhead agitation impeller to enable dispersion of the resin beads. For example, the lead system controls movement along the z-axis.

구현예들에서, 양전하 기반 정제 모듈은 기계적 회전 시스템, 예를 들어, 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 수지 비드들, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 용기들을 포함하는 캐러셀을 포함한다. 예를 들어, 캐러셀은 적어도 2개의 용기들을 붙들어 서로 다른 공정 위치로 수송하는 회전 구조물이다. 일부 예에서, 상기 기계적 회전 시스템은 가압을 가능하게 하기 위해 리드 시스템과 정합되도록 구성된다. 다른 예에서, 기계식 회전 시스템은 xy 평면에서 이동 또는 회전을 제어한다.In embodiments, the positive charge based purification module is a mechanical rotating system, eg, continuously receiving a mixture comprising a biological product, followed by production comprising the biological product, resin beads, buffer, or any combination thereof. and a carousel comprising at least two containers filled with resin beads configured to transport the heterogeneous mixture. For example, a carousel is a rotating structure that holds and transports at least two containers to different process locations. In some examples, the mechanical rotation system is configured to mate with a lid system to enable pressurization. In another example, a mechanical rotation system controls movement or rotation in the xy plane.

구현예들에서, 양전하 기반 정제 모듈의 적어도 2개의 용기들 각각에는 지지된 기저 필터 또는 필터 멤브레인이 있다. 예를 들어, 기저 필터(또는 필터 멤브레인)는 회합, 세척, 해리, 및/또는 재생 공정 단계들 동안 수지 비드들의 보유를 가능하게 한다. 예를 들어, 적어도 2개의 용기들은 액체 흐름을 제어하기 위한 밸브를 추가로 포함할 수 있다.In embodiments, each of the at least two vessels of the positive charge based purification module has a supported bottom filter or filter membrane. For example, a base filter (or filter membrane) allows retention of resin beads during association, washing, dissociation, and/or regeneration process steps. For example, at least two vessels may further include a valve to control liquid flow.

다른 구현예에서, 양전하 기반 정제 모듈은 단계적 선형 시스템, 예를 들어, 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 수지 비드들, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 처리하도록 구성된 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 용기들을 포함한다. 예를 들어, 적어도 2개의 용기들은 가압 및 액체 취급을 가능하게 하기 위해 리드 시스템과 정합하도록 구성된다.In another embodiment, the positive charge based purification module is a stepwise linear system, eg, continuously receiving a mixture comprising a biological product, followed by production comprising the biological product, resin beads, buffer, or any combination thereof. and at least two vessels filled with resin beads configured to process the heterogeneous mixture. For example, at least two containers are configured to mate with a lid system to enable pressurization and liquid handling.

구현예들에서, 양전하 기반 정제 모듈은 기계적 회전 시스템의 적어도 2개의 용기들 중 적어도 하나의 용기와 인터페이스하여 폐기물, 생물학적 생성물을 포함하는 분획, 또는 이들의 임의의 조합을 수집할 수 있는 수집 시스템을 포함한다. 예를 들어, 상기 수집 시스템은 z축을 따라 이동을 제어한다.In embodiments, the positive charge based purification module comprises a collection system capable of interfacing with at least one of the at least two vessels of the mechanical rotating system to collect waste, a fraction comprising a biological product, or any combination thereof. include For example, the collection system controls movement along the z-axis.

다른 구현예에서, 양전하 기반 정제 모듈은 단계적 선형 시스템의 적어도 2개의 용기들 중 적어도 하나의 용기와 인터페이스하여 폐기물, 생물학적 생성물을 포함하는 분획, 또는 이들의 임의의 조합을 수집할 수 있는 수집 시스템을 포함한다. 예를 들어, 상기 수집 시스템은 적어도 2개의 용기들 중 적어도 하나의 용기에 연결되어 있다.In another embodiment, the positive charge-based purification module provides a collection system capable of interfacing with at least one of the at least two vessels of the staged linear system to collect waste, a fraction comprising a biological product, or any combination thereof. include For example, the collection system is connected to at least one of the at least two vessels.

구현예들에서, 친화도 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 가스를 포함한다. 일부 구현예에서, 제한하려는 의도 없이, 상기 가스는 필터링된 질소 또는 압축 건조 공기를 포함한다. 예를 들어, 상기 가스는 약 0.1psi 내지 약 30psi의 압력 수두(pressure head)를 생성한다.In embodiments, an affinity-based purification module includes at least one gas. In some embodiments, without intending to be limited, the gas includes filtered nitrogen or compressed dry air. For example, the gas creates a pressure head of about 0.1 psi to about 30 psi.

구현예들에서, 양전하 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 회합/세척 버퍼 시스템을 포함한다.In embodiments, the positive charge based purification module includes at least one association/wash buffer system.

구현예들에서, 양전하 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 해리 버퍼 시스템을 포함한다. 예를 들어, 구배 해리 효과를 생성하기 위해 pH, 이온 강도, 또는 이들의 임의의 조합이 서로 다른 여러 해리 버퍼들이 연속적으로 또는 순차적으로 이용된다.In embodiments, the positive charge based purification module includes at least one dissociation buffer system. For example, several dissociation buffers differing in pH, ionic strength, or any combination thereof are used sequentially or sequentially to create a gradient dissociation effect.

구현예들에서, 양전하 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 수지 비드 재생 버퍼 시스템을 포함한다.In embodiments, the positive charge based purification module includes at least one resin bead regeneration buffer system.

구현예들에서, 양전하 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 수집 용기를 포함한다.In embodiments, the positive charge based purification module includes at least one collection vessel.

구현예들에서, 양전하 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 센서 또는 검출기를 포함한다.In embodiments, the positive charge based purification module includes at least one sensor or detector.

구현예들에서, 양전하 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.In embodiments, the positive charge based purification module includes at least one fluid handling pump.

음전하 기반 정제 모듈Negative Charge Based Purification Module

측면들에서, 본 명세서에는 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 음전하 기반 정제 모듈이 제공되며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 음전하 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다.In aspects, provided herein is a negative charge based purification module for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The negative charge based purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to permit continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, steady. State can be consistent and constant during operation.

구현예들에서, 음전하 기반 정제 모듈은 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 수지 비드의 표면은 특정 pH 및 이온 강도에서 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 회합하도록 구성된 양이온성 작용기를 포함한다.In embodiments, a negative charge based purification module comprises a suspension of resin beads, wherein the surface of the resin beads comprises cationic functional groups configured to selectively associate with the biological product at a specific pH and ionic strength.

구현예들에서, 음전하 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 개스킷 리드를 갖는 리드 시스템을 포함하며, 상기 적어도 하나의 개스킷 리드는 정압 헤드 압력을 제어할 수 있도록 가스를 도입하기 위한 적어도 하나의 유입구; 대기압과 평형을 이룰 수 있도록 하는 적어도 하나의 벤트 포트; 수지 비드들의 현탁액을 도입하기 위한 적어도 하나의 유입구; 생물학적 생성물을 포함하는 여액을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구; 상기 수지 비드들의 세척, 이들로부터의 해리, 또는 이들의 재생을 가능하게 하기 위해 수지 비드들을 분산시키는 버퍼 시스템을 도입하기 위한 적어도 2개의 유입구들을 포함한다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 개스킷 리드는 수지 비드들의 분산을 가능하게 하기 위해 오버헤드 교반 임펠러를 수용하기 위한 포트를 추가로 포함한다. 예를 들어, 상기 리드 시스템은 z축을 따라 이동을 제어한다.In embodiments, a negative charge based purification module includes a lid system having at least one gasket lid, the at least one gasket lid comprising: at least one inlet for introducing a gas to control a positive head pressure; at least one vent port to equalize atmospheric pressure; at least one inlet for introducing a suspension of resin beads; at least one inlet for receiving a filtrate comprising biological products; and at least two inlets for introducing a buffer system dispersing the resin beads to enable washing, dissociation from, or regeneration of the resin beads. In some embodiments, the at least one gasket lid further includes a port for receiving an overhead agitation impeller to enable dispersion of the resin beads. For example, the lead system controls movement along the z-axis.

구현예들에서, 음전하 기반 정제 모듈은 기계적 회전 시스템, 예를 들어, 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 수지 비드들, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 용기들을 포함하는 캐러셀을 포함한다. 예를 들어, 캐러셀은 적어도 2개의 용기들을 붙들어 서로 다른 공정 위치로 수송하는 회전 구조물이다. 일부 예에서, 상기 기계적 회전 시스템은 가압을 가능하게 하기 위해 리드 시스템과 정합되도록 구성된다. 다른 예에서, 기계식 회전 시스템은 xy 평면에서 이동 또는 회전을 제어한다.In embodiments, a negative charge based purification module is a mechanical rotating system, eg, continuously receiving a mixture comprising a biological product, followed by production comprising the biological product, resin beads, buffer, or any combination thereof. and a carousel comprising at least two containers filled with resin beads configured to transport the heterogeneous mixture. For example, a carousel is a rotating structure that holds and transports at least two containers to different process locations. In some examples, the mechanical rotation system is configured to mate with a lid system to enable pressurization. In another example, a mechanical rotation system controls movement or rotation in the xy plane.

구현예들에서, 양전하 기반 정제 모듈의 적어도 2개의 용기들 각각에는 지지된 기저 필터 또는 필터 멤브레인이 있다. 예를 들어, 기저 필터(또는 필터 멤브레인)는 회합, 세척, 해리, 및/또는 재생 공정 단계들 동안 수지 비드들의 보유를 가능하게 한다. 예를 들어, 적어도 2개의 용기들은 액체 흐름을 제어하기 위한 밸브를 추가로 포함할 수 있다.In embodiments, each of the at least two vessels of the positive charge based purification module has a supported bottom filter or filter membrane. For example, a base filter (or filter membrane) allows retention of resin beads during association, washing, dissociation, and/or regeneration process steps. For example, at least two vessels may further include a valve to control liquid flow.

다른 구현예에서, 양전하 기반 정제 모듈은 단계적 선형 시스템, 예를 들어, 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 수지 비드들, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 처리하도록 구성된 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 용기들을 포함한다. 예를 들어, 적어도 2개의 용기들은 가압 및 액체 취급을 가능하게 하기 위해 리드 시스템과 정합하도록 구성된다.In another embodiment, the positive charge based purification module is a stepwise linear system, eg, continuously receiving a mixture comprising a biological product, followed by production comprising the biological product, resin beads, buffer, or any combination thereof. and at least two vessels filled with resin beads configured to process the heterogeneous mixture. For example, at least two containers are configured to mate with a lid system to enable pressurization and liquid handling.

구현예들에서, 양전하 기반 정제 모듈은 기계적 회전 시스템의 적어도 2개의 용기들 중 적어도 하나의 용기와 인터페이스하여 폐기물, 생물학적 생성물을 포함하는 분획, 또는 이들의 임의의 조합을 수집할 수 있는 수집 시스템을 포함한다. 예를 들어, 상기 수집 시스템은 z축을 따라 이동을 제어한다.In embodiments, the positive charge based purification module comprises a collection system capable of interfacing with at least one of the at least two vessels of the mechanical rotating system to collect waste, a fraction comprising a biological product, or any combination thereof. include For example, the collection system controls movement along the z-axis.

다른 구현예에서, 양전하 기반 정제 모듈은 단계적 선형 시스템의 적어도 2개의 용기들 중 적어도 하나의 용기와 인터페이스하여 폐기물, 생물학적 생성물을 포함하는 분획, 또는 이들의 임의의 조합을 수집할 수 있는 수집 시스템을 포함한다. 예를 들어, 상기 수집 시스템은 적어도 2개의 용기들 중 적어도 하나의 용기에 연결되어 있다.In another embodiment, the positive charge-based purification module provides a collection system capable of interfacing with at least one of the at least two vessels of the staged linear system to collect waste, a fraction comprising a biological product, or any combination thereof. include For example, the collection system is connected to at least one of the at least two vessels.

구현예들에서, 친화도 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 가스를 포함한다. 일부 구현예에서, 제한하려는 의도 없이, 상기 가스는 필터링된 질소 또는 압축 건조 공기를 포함한다. 예를 들어, 상기 가스는 약 0.1psi 내지 약 30psi의 압력 수두(pressure head)를 생성한다.In embodiments, an affinity-based purification module includes at least one gas. In some embodiments, without intending to be limited, the gas includes filtered nitrogen or compressed dry air. For example, the gas creates a pressure head of about 0.1 psi to about 30 psi.

구현예들에서, 음전하 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 회합/세척 버퍼 시스템을 포함한다.In embodiments, the negative charge based purification module includes at least one association/wash buffer system.

구현예들에서, 음전하 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 해리 버퍼 시스템을 포함한다. 예를 들어, 구배 해리 효과를 생성하기 위해 pH, 이온 강도, 또는 이들의 임의의 조합이 서로 다른 여러 해리 버퍼들이 연속적으로 또는 순차적으로 이용된다.In embodiments, the negative charge based purification module includes at least one dissociation buffer system. For example, several dissociation buffers differing in pH, ionic strength, or any combination thereof are used sequentially or sequentially to create a gradient dissociation effect.

구현예들에서, 음전하 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 수지 비드 재생 버퍼 시스템을 포함한다.In embodiments, the negative charge based purification module includes at least one resin bead regeneration buffer system.

구현예들에서, 음전하 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 수집 용기를 포함한다.In embodiments, the negative charge based purification module includes at least one collection vessel.

구현예들에서, 음전하 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 센서 또는 검출기를 포함한다.In embodiments, the negative charge based purification module includes at least one sensor or detector.

구현예들에서, 음전하 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.In embodiments, the negative charge based purification module includes at least one fluid handling pump.

친화도 기반의 유체 정제 모듈Affinity-based fluid purification module

측면들에서, 본 명세서에는 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 친화도 기반의 유체 정제 모듈이 제공되며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 친화도 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다.In aspects, provided herein is an affinity-based fluid purification module for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The affinity-based fluid purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to allow continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, For example, it can be consistent and constant during steady state operation.

구현예들에서, 친화도 기반의 유체 정제 모듈은 자성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 자성 수지 비드의 표면은, 제한하려는 의도 없이, 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 결합하도록 구성된 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 항원 단백질, 단백질, 수용체, 항체, 또는 압타머에 연결되어 있다. 예를 들어, 상기 자성 수지 비드들은 이동성이다.In embodiments, an affinity-based fluid purification module comprises a suspension of magnetic resin beads, wherein a surface of the magnetic resin beads is configured, without limitation, to selectively bind to the biological product Protein A, Protein G , protein L, antigen protein, protein, receptor, antibody, or aptamer. For example, the magnetic resin beads are mobile.

구현예들에서, 친화도 기반의 유체 정제 모듈은 자성 수지 비드 표면에 대한 생물학적 생성물의 결합을 가능하게 하는 적어도 하나의 평형 용기; 및 직교류 채널, 적어도 하나의 자기장, 및 상기 생물학적 생성물이 결합된 자성 수지 비드들을 상기 불균질 혼합물로부터 분리하기 위해 단방향 힘을 생성하거나 유도하도록 구성된 압전 컴포넌트 또는 유전영동 전극 중 적어도 하나를 포함하는 적어도 하나의 제1 하이브리드 직교류 유체 소자를 포함한다.In embodiments, an affinity-based fluid purification module comprises at least one equilibration vessel enabling binding of a biological product to a surface of a magnetic resin bead; and at least one of a cross-flow channel, at least one magnetic field, and a piezoelectric component or dielectrophoretic electrode configured to generate or induce a unidirectional force to separate the biological product-bound magnetic resin beads from the heterogeneous mixture. one first hybrid cross-flow fluid element.

구현예들에서, 친화도 기반의 유체 정제 모듈은 자성 수지 비드 표면으로부터 생물학적 생성물의 탈결합을 허용하는 적어도 하나의 낮은 pH 평형 용기; 및 직교류 채널, 적어도 하나의 자기장, 및 상기 자성 수지 비드들을 상기 결합되지 않은 생물학적 생성물로부터 분리하고, 이들의 용출을 완료하기 위해 단방향 힘을 생성하거나 유도하도록 구성된 압전 컴포넌트 또는 유전영동 전극 중 적어도 하나 포함하는 적어도 하나의 제2 하이브리드 직교류 유체 소자를 추가로 포함한다.In embodiments, an affinity-based fluid purification module includes at least one low pH equilibration vessel allowing debinding of a biological product from a magnetic resin bead surface; and at least one of a cross-flow channel, at least one magnetic field, and a piezoelectric component or dielectrophoretic electrode configured to generate or induce a unidirectional force to separate the magnetic resin beads from the unbound biological product and complete their elution. and at least one second hybrid cross-flow fluid element comprising:

구현예들에서, 친화도 기반의 유체 정제 모듈은 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 농축하고 버퍼 교환하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 작동하는 적어도 하나의 접선 유동 여과 시스템을 추가로 포함한다.In embodiments, the affinity-based fluid purification module further comprises at least one tangential flow filtration system operating in a fed-batch or per-through mode to concentrate and buffer exchange a fraction comprising a biological product.

구현예들에서, 친화도 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 2개의 버퍼 시스템들을 포함한다.In embodiments, an affinity-based fluid purification module includes at least two buffer systems.

구현예들에서, 친화도 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 자성 수지 비드 재생 버퍼 시스템을 포함한다.In embodiments, an affinity-based fluid purification module includes at least one magnetic resin bead regeneration buffer system.

구현예들에서, 친화도 기반의 유체 정제 모듈은 상기 자성 수지 비드들의 재활용을 가능하게 하도록 구성된 적어도 하나의 평형 용기를 포함한다.In embodiments, an affinity-based fluid purification module includes at least one equilibration vessel configured to enable recycling of the magnetic resin beads.

구현예들에서, 친화도 기반 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 센서 또는 검출기를 포함한다.In embodiments, an affinity-based fluid purification module includes at least one sensor or detector.

구현예들에서, 친화도 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.In embodiments, an affinity-based fluid purification module includes at least one fluid handling pump.

양전하 기반의 유체 정제 모듈Positive Charge Based Fluid Purification Module

측면들에서, 본 명세서에는 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 양전하 기반의 유체 정제 모듈이 제공되며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 양전하 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다.In aspects, provided herein is a positive charge based fluid purification module for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The positive charge based fluid purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to allow continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, , can be consistent and constant during steady state operation.

구현예들에서, 양전하 기반의 유체 정제 모듈은 자성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 자성 수지 비드의 표면은 특정 pH 및 이온 강도에서 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 회합하도록 구성된 양이온성 작용기를 포함한다. 예를 들어, 상기 자성 수지 비드들은 이동성이다.In embodiments, a positive charge based fluid purification module comprises a suspension of magnetic resin beads, wherein the surface of the magnetic resin beads comprises cationic functional groups configured to selectively associate with the biological product at a specific pH and ionic strength. . For example, the magnetic resin beads are mobile.

구현예들에서, 양전하 기반 유체 정제 모듈은 자성 수지 비드 표면과 생물학적 생성물의 회합을 가능하게 하는 적어도 하나의 회합 평형 용기; 및 직교류 채널, 적어도 하나의 자기장, 및 상기 생물학적 생성물이 회합된 자성 수지 비드들을 상기 불균질 혼합물로부터 분리하기 위해 단방향 힘을 생성하거나 유도하도록 구성된 압전 컴포넌트 또는 유전영동 전극 중 적어도 하나를 포함하는 적어도 하나의 제1 하이브리드 직교류 유체 소자를 포함한다.In embodiments, the positive charge based fluid purification module includes at least one associative equilibrium vessel enabling association of a biological product with a surface of a magnetic resin bead; and at least one of a cross-flow channel, at least one magnetic field, and a piezoelectric component or dielectrophoretic electrode configured to generate or induce a unidirectional force to separate the magnetic resin beads with which the biological product is associated from the heterogeneous mixture. one first hybrid cross-flow fluid element.

구현예들에서, 양전하 기반의 유체 정제 모듈은 자성 수지 비드 표면으로부터 생물학적 생성물의 해리를 허용하는 적어도 하나의 해리 평형 용기; 및 직교류 채널, 적어도 하나의 자기장, 및 상기 자성 수지 비드들을 상기 해리된 생물학적 생성물로부터 분리하고, 이의 정제를 완료하기 위해 단방향 힘을 생성하거나 유도하도록 구성된 압전 컴포넌트 또는 유전영동 전극 중 적어도 하나를 포함하는 적어도 하나의 제2 하이브리드 직교류 유체 소자를 포함한다. 예를 들어, 구배 해리 효과를 생성하기 위해 pH, 이온 강도, 또는 이들의 임의의 조합이 서로 다른 별개의 버퍼들을 포함하는 여러 해리 평형 용기들이 순차적으로 이용된다.In embodiments, a positive charge based fluid purification module includes at least one dissociation equilibrium vessel allowing dissociation of a biological product from a magnetic resin bead surface; and at least one of a cross-flow channel, at least one magnetic field, and a piezoelectric component or dielectrophoretic electrode configured to generate or induce a unidirectional force to separate the magnetic resin beads from the dissociated biological product and complete purification thereof. and at least one second hybrid cross-flow fluid element. For example, several dissociation equilibrium vessels containing separate buffers of different pH, ionic strength, or any combination thereof are used sequentially to create a gradient dissociation effect.

구현예들에서, 양전하 기반의 유체 정제 모듈은 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 농축하고 버퍼 교환하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 작동하는 적어도 하나의 접선 유동 여과 시스템을 추가로 포함한다.In embodiments, the positive charge based fluid purification module further comprises at least one tangential flow filtration system operating in a fed-batch or per-through mode to concentrate and buffer exchange a fraction comprising biological products.

구현예들에서, 양전하 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 2개의 버퍼 시스템들을 포함한다.In embodiments, a positive charge based fluid purification module includes at least two buffer systems.

구현예들에서, 양전하 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 자성 수지 비드 재생 버퍼 시스템을 포함한다.In embodiments, the positive charge based fluid purification module includes at least one magnetic resin bead regeneration buffer system.

구현예들에서, 양전하 기반의 유체 정제 모듈은 상기 자성 수지 비드들의 재활용을 가능하게 하도록 구성된 적어도 하나의 평형 용기를 포함한다.In embodiments, a positive charge based fluid purification module includes at least one equilibration vessel configured to enable recycling of the magnetic resin beads.

구현예들에서, 양전하 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 센서 또는 검출기를 포함한다.In embodiments, a positive charge based fluid purification module includes at least one sensor or detector.

구현예들에서, 양전하 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.In embodiments, a positive charge based fluid purification module includes at least one fluid handling pump.

음전하 기반의 유체 정제 모듈Negative Charge Based Fluid Purification Module

측면들에서, 본 명세서에는 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 음전하 기반의 유체 정제 모듈이 제공되며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 음전하 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다.In aspects, provided herein is a negative charge based fluid purification module for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The negative charge based fluid purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to allow continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, , can be consistent and constant during steady state operation.

구현예들에서, 음전하 기반의 유체 정제 모듈은 자성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 자성 수지 비드의 표면은 특정 pH 및 이온 강도에서 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 회합하도록 구성된 음이온성 작용기를 포함한다. 예를 들어, 상기 자성 수지 비드들은 이동성이다.In embodiments, a negative charge based fluid purification module comprises a suspension of magnetic resin beads, wherein the surface of the magnetic resin beads comprises an anionic functional group configured to selectively associate with the biological product at a specific pH and ionic strength. . For example, the magnetic resin beads are mobile.

구현예들에서, 음전하 기반의 유체 정제 모듈은 자성 수지 비드 표면과 생물학적 생성물의 회합을 가능하게 하는 적어도 하나의 회합 평형 용기; 및 직교류 채널, 적어도 하나의 자기장, 및 상기 생물학적 생성물이 회합된 자성 수지 비드들을 상기 불균질 혼합물로부터 분리하기 위해 단방향 힘을 생성하거나 유도하도록 구성된 압전 컴포넌트 또는 유전영동 전극 중 적어도 하나를 포함하는 적어도 하나의 제1 하이브리드 직교류 유체 소자를 포함한다.In embodiments, a negative charge based fluid purification module comprises at least one associative equilibrium vessel enabling association of a biological product with a surface of a magnetic resin bead; and at least one of a cross-flow channel, at least one magnetic field, and a piezoelectric component or dielectrophoretic electrode configured to generate or induce a unidirectional force to separate the magnetic resin beads with which the biological product is associated from the heterogeneous mixture. one first hybrid cross-flow fluid element.

구현예들에서, 음전하 기반의 유체 정제 모듈은 자성 수지 비드 표면으로부터 생물학적 생성물의 해리를 허용하는 적어도 하나의 해리 평형 용기; 및 직교류 채널, 적어도 하나의 자기장, 및 상기 자성 수지 비드들을 상기 해리된 생물학적 생성물로부터 분리하고, 이의 정제를 완료하기 위해 단방향 힘을 생성하거나 유도하도록 구성된 압전 컴포넌트 또는 유전영동 전극 중 적어도 하나를 포함하는 적어도 하나의 제2 하이브리드 직교류 유체 소자를 포함한다. 예를 들어, 구배 해리 효과를 생성하기 위해 pH, 이온 강도, 또는 이들의 임의의 조합이 서로 다른 별개의 버퍼들을 포함하는 여러 해리 평형 용기들이 순차적으로 이용된다.In embodiments, a negative charge based fluid purification module comprises at least one dissociation equilibrium vessel allowing dissociation of a biological product from a magnetic resin bead surface; and at least one of a cross-flow channel, at least one magnetic field, and a piezoelectric component or dielectrophoretic electrode configured to generate or induce a unidirectional force to separate the magnetic resin beads from the dissociated biological product and complete purification thereof. and at least one second hybrid cross-flow fluid element. For example, several dissociation equilibrium vessels containing separate buffers of different pH, ionic strength, or any combination thereof are used sequentially to create a gradient dissociation effect.

구현예들에서, 음전하 기반의 유체 정제 모듈은 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 농축하고 버퍼 교환하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 작동하는 적어도 하나의 접선 유동 여과 시스템을 추가로 포함한다.In embodiments, the negative charge based fluid purification module further comprises at least one tangential flow filtration system operating in a fed-batch or per-through mode to concentrate and buffer exchange the fraction comprising the biological product.

구현예들에서, 음전하 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 2개의 버퍼 시스템들을 포함한다.In embodiments, a negative charge based fluid purification module includes at least two buffer systems.

구현예들에서, 음전하 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 자성 수지 비드 재생 버퍼 시스템을 포함한다.In embodiments, the negative charge based fluid purification module includes at least one magnetic resin bead regeneration buffer system.

구현예들에서, 음전하 기반의 유체 정제 모듈은 상기 자성 수지 비드들의 재활용을 가능하게 하도록 구성된 적어도 하나의 평형 용기를 포함한다.In embodiments, a negative charge based fluid purification module includes at least one equilibration vessel configured to enable recycling of the magnetic resin beads.

구현예들에서, 음전하 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 센서 또는 검출기를 포함한다.In embodiments, a negative charge based fluid purification module includes at least one sensor or detector.

구현예들에서, 음전하 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.In embodiments, a negative charge based fluid purification module includes at least one fluid handling pump.

친화도 기반 TFF 정제 모듈Affinity-based TFF purification module

측면들에서, 본 명세서에는 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 친화도 기반 TFF 정제 모듈이 제공되며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 친화도 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정하다.In aspects, provided herein is an affinity-based TFF purification module for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The affinity-based TFF purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to permit continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is maintained during steady state operation. consistent and consistent

구현예들에서, 친화도 기반 TFF 정제 모듈은 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 수지 비드의 표면은, 제한하려는 의도 없이, 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 결합하도록 구성된 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 항원 단백질, 단백질, 수용체, 항체, 또는 압타머에 연결되어 있다. 예를 들어, 상기 자성 수지 비드들은 이동성이다.In embodiments, an affinity-based TFF purification module comprises a suspension of resin beads, wherein a surface of the resin beads is configured, without limitation, to selectively bind to the biological product Protein A, Protein G, Protein L , antigenic proteins, proteins, receptors, antibodies, or aptamers. For example, the magnetic resin beads are mobile.

구현예들에서, 친화도 기반 TFF 정제 모듈은 수지 비드 표면에 대한 생물학적 생성물의 결합을 허용하는 적어도 하나의 평형 용기; 및 상기 불균질 혼합물로부터 상기 생물학적 생성물 결합된 수지 비드들을 분리하기 위한 적어도 하나의 제1 접선 유동 여과 시스템을 포함한다.In embodiments, an affinity-based TFF purification module comprises at least one equilibration vessel allowing binding of a biological product to a resin bead surface; and at least one first tangential flow filtration system for separating the biological product bound resin beads from the heterogeneous mixture.

구현예들에서, 친화도 기반 TFF 정제 모듈은 수지 비드 표면으로부터 생물학적 생성물의 탈결합을 가능하게 하는 적어도 하나의 낮은 pH 평형 용기; 및 상기 결합되지 않은 생물학적 생성물로부터 상기 수지 비드들을 분리하고 이들의 용출을 완료하기 위한 적어도 하나의 제2 접선 유동 여과 시스템을 추가로 포함한다.In embodiments, an affinity-based TFF purification module includes at least one low pH equilibration vessel that enables debinding of a biological product from a resin bead surface; and at least one second tangential flow filtration system for separating the resin beads from the unbound biological product and completing their elution.

구현예들에서, 친화도 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 하나의 재생 평형 용기; 및 수지 비드들의 농축 및 버퍼 교환을 허용하여 수지 비드들을 이들의 초기 상태로 되돌려 수지 비드들의 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 적어도 하나의 제3 접선 유동 여과 시스템을 포함한다.In embodiments, an affinity-based TFF purification module comprises at least one regeneration equilibration vessel; and at least one third tangential flow filtration system that allows concentration and buffer exchange of the resin beads to return the resin beads to their initial state to enable recycling and reuse of the resin beads.

구현예들에서, 친화도 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 하나의 수집 용기; 및 생물학적 생성물의 농축 및 버퍼 교환을 가능하게 하여 생물학적 생성물을 정제하는 적어도 하나의 제4 접선 유동 여과 시스템을 포함한다.In embodiments, an affinity-based TFF purification module comprises at least one collection vessel; and at least one fourth tangential flow filtration system for purifying the biological product by enabling concentration and buffer exchange of the biological product.

구현예들에서, 친화도 기반 TFF 정제 모듈의 적어도 하나의 평형 용기, 적어도 하나의 낮은 pH 평형 용기, 및 적어도 하나의 재생 평형 용기는 평행 유동 경로에서 적어도 하나의 추가 용기를 통해 여액의 연속적인 유동을 유지하면서 적절한 버퍼들을 사용하여 수지 비드들의 정제 및 재생을 가능하게 하기 위해 상응하는 접선 유동 여과 시스템들 사이에서 전환되는 단일 용기를 포함할 수 있다.In embodiments, the at least one equilibration vessel, the at least one low pH equilibration vessel, and the at least one regeneration equilibration vessel of an affinity-based TFF purification module provide continuous flow of filtrate through at least one additional vessel in a parallel flow path. It can include a single vessel that is switched between corresponding tangential flow filtration systems to enable purification and regeneration of the resin beads using appropriate buffers while maintaining

구현예들에서, 수지 비드들의 재생은 적어도 하나의 낮은 pH 평형 용기, 및 정제, 농축 및 버퍼 교환을 가능하게 하기 위해 낮은 pH 용출 버퍼 및 재생 버퍼 둘 모두를 포함하도록 구성된 친화도 기반 TFF 정제 모듈의 적어도 하나의 제2 접선 유동 여과 시스템을 사용하여 별도의 재생 평형 용기 및 상응하는 접선 유동 여과 시스템을 필요로 하지 않고 수지 비드들을 재생함으로써 달성될 수 있다.In embodiments, regeneration of the resin beads comprises at least one low pH equilibrating vessel and an affinity-based TFF purification module configured to include both a low pH elution buffer and a regeneration buffer to enable purification, concentration and buffer exchange. This can be achieved by using at least one second tangential flow filtration system to regenerate the resin beads without the need for a separate regeneration equilibration vessel and corresponding tangential flow filtration system.

구현예들에서, 친화도 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 2개의 버퍼 시스템들을 포함한다.In implementations, the affinity-based TFF purification module includes at least two buffer systems.

구현예들에서, 친화도 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 하나의 수지 비드 재생 버퍼 시스템을 포함한다.In embodiments, the affinity-based TFF purification module includes at least one resin bead regeneration buffer system.

구현예들에서, 친화도 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 하나의 중공 섬유 멤브레인 필터를 포함한다.In embodiments, the affinity-based TFF purification module includes at least one hollow fiber membrane filter.

구현예들에서, 친화도 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 하나의 센서 또는 검출기를 포함한다.In embodiments, an affinity-based TFF purification module includes at least one sensor or detector.

구현예들에서, 친화도 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.In embodiments, an affinity-based TFF purification module includes at least one fluid handling pump.

양전하 기반 TFF 정제 모듈Positive charge-based TFF purification module

측면들에서, 본 명세서에는 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 양전하 기반 TFF 정제 모듈이 제공되며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 양전하 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정하다.In aspects, provided herein is a positive charge based TFF purification module for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The positive charge-based TFF purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to permit continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is consistent during steady state operation. and become constant

구현예들에서, 양전하 기반 TFF 정제 모듈은 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 수지 비드의 표면은 특정 pH 및 이온 강도에서 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 회합하도록 구성된 양이온성 작용기를 포함한다. 예를 들어, 상기 자성 수지 비드들은 이동성이다.In embodiments, a positive charge based TFF purification module comprises a suspension of resin beads, wherein the surface of the resin beads comprises cationic functional groups configured to selectively associate with the biological product at a specific pH and ionic strength. For example, the magnetic resin beads are mobile.

구현예들에서, 양전하 기반 TFF 정제 모듈은 수지 비드 표면과 생물학적 생성물의 회합을 가능하게 하는 적어도 하나의 회합 평형 용기; 및 상기 불균질 혼합물로부터 상기 생물학적 생성물 회합된 수지 비드들을 분리하기 위한 적어도 하나의 제1 접선 유동 여과 시스템을 포함한다.In embodiments, the positive charge based TFF purification module includes at least one association equilibrium vessel that allows association of a biological product with a resin bead surface; and at least one first tangential flow filtration system for separating the biological product associated resin beads from the heterogeneous mixture.

구현예들에서, 양전하 기반 TFF 정제 모듈은 수지 비드 표면으로부터 생물학적 생성물의 해리를 가능하게 하는 적어도 하나의 해리 평형 용기; 및 상기 해리된 생물학적 생성물로부터 상기 수지 비드들을 분리하고 이들의 정제를 완료하기 위한 적어도 하나의 제2 접선 유동 여과 시스템을 포함한다. 일부 측면에서, 예를 들어, pH 구배 또는 이온 강도 구배와 같은 구배 해리를 달성하기 위해 다수의 해리 평형 용기들이 다수의 접선 유동 여과 시스템들과 함께 이용된다.In embodiments, a positive charge based TFF purification module comprises at least one dissociation equilibrium vessel enabling dissociation of a biological product from a resin bead surface; and at least one second tangential flow filtration system for separating the resin beads from the dissociated biological product and completing their purification. In some aspects, multiple dissociation equilibrium vessels are used with multiple tangential flow filtration systems to achieve gradient dissociation, such as, for example, a pH gradient or an ionic strength gradient.

구현예들에서, 양전하 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 하나의 재생 평형 용기; 및 수지 비드들의 농축 및 버퍼 교환을 허용하여 수지 비드들을 이들의 초기 상태로 되돌려 수지 비드들의 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 적어도 하나의 제3 접선 유동 여과 시스템을 포함한다.In embodiments, a positive charge based TFF purification module comprises at least one regenerative equilibrium vessel; and at least one third tangential flow filtration system that allows concentration and buffer exchange of the resin beads to return the resin beads to their initial state to enable recycling and reuse of the resin beads.

구현예들에서, 양전하 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 하나의 수집 용기; 및 생물학적 생성물의 농축 및 버퍼 교환을 가능하게 하여 생물학적 생성물을 정제하는 적어도 하나의 제4 접선 유동 여과 시스템을 포함한다.In embodiments, a positive charge based TFF purification module comprises at least one collection vessel; and at least one fourth tangential flow filtration system for purifying the biological product by enabling concentration and buffer exchange of the biological product.

구현예들에서, 양전하 기반 TFF 정제 모듈의 적어도 하나의 회합 평형 용기, 적어도 하나의 해리 용기, 및 적어도 하나의 재생 평형 용기는 평행 유동 경로에서 적어도 하나의 추가 용기를 통해 여액의 연속적인 유동을 유지하면서 적절한 버퍼들을 사용하여 수지 비드들의 정제 및 재생을 가능하게 하기 위해 상응하는 접선 유동 여과 시스템들 사이에서 전환되는 단일 용기를 포함할 수 있다.In embodiments, the at least one association equilibrium vessel, the at least one dissociation vessel, and the at least one regeneration equilibrium vessel of the positive charge-based TFF purification module maintain a continuous flow of filtrate through the at least one additional vessel in a parallel flow path. It may include a single vessel that is switched between corresponding tangential flow filtration systems to allow purification and regeneration of the resin beads using appropriate buffers while

구현예들에서, 수지 비드들의 재생은 적어도 하나의 해리 용기, 및 정제, 농축 및 버퍼 교환을 가능하게 하기 위해 해리 버퍼 및 재생 버퍼 둘 모두를 포함하도록 구성된 양전하 기반 TFF 정제 모듈의 적어도 하나의 제2 접선 유동 여과 시스템을 사용하여 별도의 재생 평형 용기 및 상응하는 접선 유동 여과 시스템을 필요로 하지 않고 수지 비드들을 재생함으로써 달성될 수 있다.In embodiments, the regeneration of the resin beads is performed in at least one second phase of a positive charge based TFF purification module configured to include at least one dissociation vessel and both a dissociation buffer and a regeneration buffer to enable purification, concentration and buffer exchange. This can be achieved by using a tangential flow filtration system to regenerate the resin beads without the need for a separate regeneration equilibrium vessel and corresponding tangential flow filtration system.

구현예들에서, 양전하 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 2개의 버퍼 시스템들을 포함한다.In implementations, the positive charge based TFF purification module includes at least two buffer systems.

구현예들에서, 양전하 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 하나의 수지 비드 재생 버퍼 시스템을 포함한다.In embodiments, the positive charge based TFF purification module includes at least one resin bead regeneration buffer system.

구현예들에서, 양전하 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 하나의 중공 섬유 멤브레인 필터를 포함한다.In embodiments, the positive charge based TFF purification module includes at least one hollow fiber membrane filter.

구현예들에서, 양전하 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 하나의 센서 또는 검출기를 포함한다.In embodiments, the positive charge based TFF purification module includes at least one sensor or detector.

구현예들에서, 양전하 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.In embodiments, the positive charge based TFF purification module includes at least one fluid handling pump.

음전하 기반 TFF 정제 모듈Negative charge-based TFF purification module

측면들에서, 본 명세서에는 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 음전하 기반 TFF 정제 모듈이 제공되며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 음전하 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정하다.In aspects, provided herein is a negative charge based TFF purification module for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The negative charge based TFF purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to permit continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is consistent during steady state operation. and become constant

구현예들에서, 음전하 기반 TFF 정제 모듈은 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 수지 비드의 표면은 특정 pH 및 이온 강도에서 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 회합하도록 구성된 음이온성 작용기를 포함한다.In embodiments, a negative charge based TFF purification module comprises a suspension of resin beads, wherein the surface of the resin beads comprises anionic functional groups configured to selectively associate with the biological product at a specific pH and ionic strength.

구현예들에서, 음전하 기반 TFF 정제 모듈은 수지 비드 표면과 생물학적 생성물의 회합을 가능하게 하는 적어도 하나의 회합 평형 용기; 및 상기 불균질 혼합물로부터 상기 생물학적 생성물 회합된 수지 비드들을 분리하기 위한 적어도 하나의 제1 접선 유동 여과 시스템을 포함한다.In embodiments, the negative charge based TFF purification module comprises at least one association equilibrium vessel enabling association of a biological product with a surface of a resin bead; and at least one first tangential flow filtration system for separating the biological product associated resin beads from the heterogeneous mixture.

구현예들에서, 음전하 기반 TFF 정제 모듈은 수지 비드 표면으로부터 생물학적 생성물의 해리를 가능하게 하는 적어도 하나의 해리 평형 용기; 및 상기 해리된 생물학적 생성물로부터 상기 수지 비드들을 분리하고 이들의 정제를 완료하기 위한 적어도 하나의 제2 접선 유동 여과 시스템을 포함한다. 일부 측면에서, 예를 들어, pH 구배 또는 이온 강도 구배와 같은 구배 해리를 달성하기 위해 다수의 해리 평형 용기들이 다수의 접선 유동 여과 시스템들과 함께 이용된다.In embodiments, a negative charge based TFF purification module comprises at least one dissociation equilibrium vessel that enables dissociation of a biological product from a resin bead surface; and at least one second tangential flow filtration system for separating the resin beads from the dissociated biological product and completing their purification. In some aspects, multiple dissociation equilibrium vessels are used with multiple tangential flow filtration systems to achieve gradient dissociation, such as, for example, a pH gradient or an ionic strength gradient.

구현예들에서, 음전하 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 하나의 재생 평형 용기; 및 수지 비드들의 농축 및 버퍼 교환을 허용하여 수지 비드들을 이들의 초기 상태로 되돌려 수지 비드들의 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 적어도 하나의 제3 접선 유동 여과 시스템을 포함한다.In embodiments, a negative charge based TFF purification module comprises at least one regeneration equilibration vessel; and at least one third tangential flow filtration system that allows concentration and buffer exchange of the resin beads to return the resin beads to their initial state to enable recycling and reuse of the resin beads.

구현예들에서, 음전하 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 하나의 수집 용기; 및 생물학적 생성물의 농축 및 버퍼 교환을 가능하게 하여 생물학적 생성물을 정제하는 적어도 하나의 제4 접선 유동 여과 시스템을 포함한다.In embodiments, a negative charge based TFF purification module comprises at least one collection vessel; and at least one fourth tangential flow filtration system for purifying the biological product by enabling concentration and buffer exchange of the biological product.

구현예들에서, 음전하 기반 TFF 정제 모듈의 적어도 하나의 회합 평형 용기, 적어도 하나의 해리 용기, 및 적어도 하나의 재생 평형 용기는 평행 유동 경로에서 적어도 하나의 추가 용기를 통해 여액의 연속적인 유동을 유지하면서 적절한 버퍼들을 사용하여 수지 비드들의 정제 및 재생을 가능하게 하기 위해 상응하는 접선 유동 여과 시스템들 사이에서 전환되는 단일 용기를 포함할 수 있다.In embodiments, the at least one association equilibrium vessel, the at least one dissociation vessel, and the at least one regeneration equilibrium vessel of the negative charge based TFF purification module maintain a continuous flow of filtrate through the at least one additional vessel in a parallel flow path. It may include a single vessel that is switched between corresponding tangential flow filtration systems to allow purification and regeneration of the resin beads using appropriate buffers while

구현예들에서, 수지 비드들의 재생은 적어도 하나의 해리 용기, 및 정제, 농축 및 버퍼 교환을 가능하게 하기 위해 해리 버퍼 및 재생 버퍼 둘 모두를 포함하도록 구성된 음전하 기반 TFF 정제 모듈의 적어도 하나의 제2 접선 유동 여과 시스템을 사용하여 별도의 재생 평형 용기 및 상응하는 접선 유동 여과 시스템을 필요로 하지 않고 수지 비드들을 재생함으로써 달성될 수 있다.In embodiments, the regeneration of the resin beads is performed in at least one second phase of a negative charge based TFF purification module configured to include at least one dissociation vessel and both a dissociation buffer and a regeneration buffer to enable purification, concentration and buffer exchange. This can be achieved by using a tangential flow filtration system to regenerate the resin beads without the need for a separate regeneration equilibrium vessel and corresponding tangential flow filtration system.

구현예들에서, 음전하 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 2개의 버퍼 시스템들을 포함한다.In implementations, the negative charge based TFF purification module includes at least two buffer systems.

구현예들에서, 음전하 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 하나의 수지 비드 재생 버퍼 시스템을 포함한다.In embodiments, the negative charge based TFF purification module includes at least one resin bead regeneration buffer system.

구현예들에서, 음전하 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 하나의 중공 섬유 멤브레인 필터를 포함한다.In embodiments, the negative charge based TFF purification module includes at least one hollow fiber membrane filter.

구현예들에서, 음전하 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 하나의 센서 또는 검출기를 포함한다.In embodiments, the negative charge based TFF purification module includes at least one sensor or detector.

구현예들에서, 음전하 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.In embodiments, the negative charge based TFF purification module includes at least one fluid handling pump.

등전점 기반의 유체 정제 모듈Isoelectric point based fluid purification module

측면들에서, 본 명세서에는 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 등전점 기반의 유체 정제 모듈이 제공되며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다.In aspects, provided herein is an isoelectric point-based fluid purification module for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The isoelectric point-based fluid purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to allow continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, , can be consistent and constant during steady state operation.

구현예들에서, 본원에 기재된 공정은 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터 제2 모듈로 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 이때 상기 제2 모듈은 자유 흐름 전기영동 장치를 포함한다. 예를 들어, 자유 흐름 전기영동 장치에는 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 수용액(예를 들어, 이온 용액, 또는 버퍼 또는 양쪽성 전해질(ampholyte)을 제공하는 용액)을 포함하는 적어도 하나의 유체 소자가 있다. 예를 들어, 2개의 병렬판들의 용액 접촉 표면은 유리, 세라믹, 플라스틱, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 예에서, 수성 이온 용액은 pH 구배를 발생시킬 수 있다. 다른 예에서, 수성 이온 용액은 일정한 pH를 부여할 수 있다.In embodiments, a process described herein comprises continuously conveying a fraction comprising a biological product from at least one first outlet of a first module to a second module, wherein the second module undergoes free flow electrophoresis. include the device For example, a free flow electrophoresis device may include a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient orthogonal to the direction of fluid flow, and an aqueous solution (e.g., an ionic solution, or a buffer or amphoteric electrolyte ( There is at least one fluid element containing a solution providing ampholyte). For example, the solution contacting surfaces of the two parallel plates include glass, ceramic, plastic, or any combination thereof. In some instances, an aqueous ionic solution may generate a pH gradient. In another example, an aqueous ionic solution may impart a constant pH.

구현예들에서, 자유 흐름 전기영동 장치에는 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 pH 구배를 포함하는 적어도 하나의 유체 소자가 있다. 예를 들어, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 대략적인 pH 구배(예를 들어, 대략적인 pH 구배는 약 2 내지 약 10의 pH 범위일 수 있음)를 포함하는 적어도 하나의 제1 유체 소자; 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 미세한 pH 구배(예를 들어, 미세한 pH 구배는 약 5 내지 약 8의 pH 범위일 수 있음)를 포함하는 적어도 하나의 제2 유체 소자를 포함한다. 예를 들어, 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하는 추가의 후속 유체 소자들 또는 칩들을 사용하여 주 분리 채널을 가로지르는 pH 구배를 추가로 리파이닝(refining)할 수 있다(예를 들어, 약 7.1 내지 약 7.6의 pH 범위).In embodiments, a free flow electrophoresis device has at least one fluid element comprising a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a pH gradient. For example, an isoelectric point-based fluid purification module may have a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and an approximate pH gradient across the main separating channel (eg, the approximate pH gradient may range from about 2 to about 10); and a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a fine pH gradient across the main separating channel (e.g., the fine pH gradient is a pH of about 5 to about 8). and at least one second fluid element including a range). For example, adding a pH gradient across the main separation channel using additional subsequent fluidic devices or chips comprising a fluidic channel created between two parallel plates and an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow. (e.g., pH range of about 7.1 to about 7.6).

다른 구현예에서, 자유 흐름 전기영동 장치에는 띠전기영동 또는 전하 분리 작동 모드에서 작동하기 위해 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하고, pH 구배가 없는 적어도 하나의 유체 소자가 있다. 예를 들어, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 일정한 염기성 pH(예를 들어, pH 7 초과)를 포함하는 적어도 하나의 제1 유체 소자; 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 일정한 산성 pH(예를 들어, pH 7 미만)를 포함하는 적어도 하나의 제2 유체 소자를 포함한다.In another embodiment, a free flow electrophoretic device includes an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow and a fluidic channel created between two parallel plates to operate in a bandelectrophoresis or charge separation mode of operation, wherein the pH There is at least one fluid element with no gradient. For example, an isoelectric point-based fluid purification module includes a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient orthogonal to the direction of fluid flow, and a constant basic pH (e.g., greater than pH 7). at least one first fluid element; and at least one second fluid element comprising a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a constant acidic pH (eg, less than pH 7). .

다른 구현예에서, 자유 흐름 전기영동 장치에는 등속 전기영동 작동 모드로 작동하기 위해 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 스페이서 용액(예를 들어, NaCl 용액)에 의해 분리되어 있는 산성 pH 구배 및 염기성 pH 구배 둘 모두를 포함하는 적어도 하나의 유체 소자가 있다.In another embodiment, a free flow electrophoretic device includes a fluid channel created between two parallel plates to operate in an isokinetic electrophoretic mode of operation, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a spacer solution (e.g. , NaCl solution) and at least one fluidic element comprising both an acidic pH gradient and a basic pH gradient.

다른 구현예에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하는 적어도 하나의 제1 자유 흐름 전기영동 장치, 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하는 적어도 하나의 제2 자유 흐름 전기영동 장치를 포함하며, 이때 각각의 소자는 직렬로 연결되어 있고, 정제를 가능하게 하는 독립적인 작동 모드에서 작동할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 제1 자유 흐름 전기영동 장치는 등전 집속 모드에서 작동할 수 있고, 적어도 하나의 제2 자유 흐름 전기영동 장치는 등속 전기영동 모드에서 작동하여 분리 분해능을 높일 수 있다.In another embodiment, the isoelectric point-based fluid purification module includes at least one first free flow electrophoresis device comprising a fluid channel created between two parallel plates and an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and 2 at least one second free flow electrophoretic device comprising a fluid channel created between two parallel plates and an electric field or electric field gradient orthogonal to the direction of fluid flow, wherein each element is connected in series; can operate in an independent operating mode that enables For example, at least one first free-flow electrophoresis device may operate in an isoelectric focusing mode and at least one second free-flow electrophoresis device may operate in an isokinetic mode to increase separation resolution.

다른 구현예에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 규정된 단방향 힘을 유도할 수 있는 적어도 하나의 유전영동 전극을 갖는 유체 채널을 포함하는 적어도 하나의 제1 유체 소자; 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 대략적인 pH 구배(예를 들어, 약 2 내지 약 10의 pH 범위)를 포함하는 적어도 하나의 제2 자유 흐름 전기영동 장치; 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 미세한 pH 구배(예를 들어, 약 5 내지 약 8의 pH 범위)를 포함하는 적어도 하나의 제3 자유 흐름 전기영동 장치를 포함한다. 예를 들어, 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하는 추가의 후속 유체 소자들 또는 칩들을 사용하여 주 분리 채널을 가로지르는 pH 구배를 추가로 리파이닝(refining)할 수 있다(예를 들어, 약 7.1 내지 약 7.6의 pH 범위).In another embodiment, an isoelectric based fluid purification module includes at least one first fluid element comprising a fluid channel having at least one dielectrophoretic electrode capable of inducing a defined unidirectional force; A fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and an approximate pH gradient across the main separating channel (e.g., in the pH range of about 2 to about 10). at least one second free flow electrophoresis device comprising; and a fluid channel created between the two parallel plates, an electric field or electric field gradient orthogonal to the direction of fluid flow, and a fine pH gradient (e.g., in the pH range of about 5 to about 8) across the main separating channel. and at least one third free flow electrophoresis device. For example, adding a pH gradient across the main separation channel using additional subsequent fluidic devices or chips comprising a fluidic channel created between two parallel plates and an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow. (e.g., pH range of about 7.1 to about 7.6).

구현예들에서, 등전점 기반 유체 정제 장치는 양극 또는 음극으로서 기능하기 위해 적어도 2개의 전극들(예를 들어, 백금선 전극)을 추가로 포함한다.In embodiments, the isoelectric point-based fluid purification device further includes at least two electrodes (eg, a platinum wire electrode) to function as an anode or cathode.

구현예들에서, 등전점 기반 유체 정제 장치 내의 배압(backpressure)은 채널 형상 및 치수, 유입구 및 유출구 개구부 및/또는 튜빙(tubing) 직경, 및 입력 유속(input flow rate)에 따라 달라진다. 예를 들어, 상기 배압은 약 0.5psi 내지 약 10psi 범위이다. 일부 예에서, 상기 배압은, 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 니들 밸브(needle valve)에 의해 제어된다.In embodiments, backpressure within an isoelectric point-based fluid purification device depends on channel shape and dimensions, inlet and outlet openings and/or tubing diameters, and input flow rate. For example, the back pressure ranges from about 0.5 psi to about 10 psi. In some examples, the back pressure is controlled by, for example, without intending to limit, a needle valve.

구현예들에서, 등전점 기반 유체 정제 장치는 인가 전압 하에 전극 채널에서 발생하는 O2 및 H2 가스 기포를 연속적으로 제거하기 위한 적어도 하나의 기포 제거 시스템을 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 전기분해 기포를 제거하는 것은 실질적으로 오랜 기간 동안 연속적인 작동을 가능하게 하는 데 필수적이다. 예를 들어, 기포 제거 시스템은 소수성 PTFE 멤브레인을 이용하여, 진공 시스템으로의 노출에 의해 발생 지점에서 전기분해 기포를 지속적으로 제거할 수 있는 전극 채널 위에 방수 밀봉부를 생성한다. 예를 들어, 진공 게이지 압력은 약 -0.05bar 내지 약 -0.4bar 범위이다.In embodiments, the isoelectric point-based fluid purification device further includes at least one bubble removal system for continuously removing O 2 and H 2 gas bubbles generated in the electrode channel under an applied voltage. In some embodiments, the removal of electrolysis bubbles is essential to enable continuous operation for substantially long periods of time. For example, a bubble removal system uses a hydrophobic PTFE membrane to create a watertight seal over an electrode channel that can continuously remove electrolytic bubbles at the point of origin by exposure to a vacuum system. For example, the vacuum gauge pressure ranges from about -0.05 bar to about -0.4 bar.

구현예들에서, 등전점 기반 유체 정제 장치는 온도 제어 및 주울 열방산을 가능하게 하도록 능동 냉각 시스템 또는 히트 싱크(heat sink)를 추가로 포함한다. 예를 들어, 능동 냉각 시스템은 냉각된 순환하는 물/프로필렌 글리콜 재킷을 포함하는 알루미늄 열척을 포함한다.In embodiments, the isoelectric point-based fluid purification device further includes an active cooling system or heat sink to enable temperature control and Joule heat dissipation. For example, an active cooling system includes an aluminum thermal chuck with a cooled circulating water/propylene glycol jacket.

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 버퍼 또는 양쪽성 전해질 시스템을 포함한다.In embodiments, an isoelectric point based fluid purification module includes at least one buffer or amphoteric electrolyte system.

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 전극 용액을 포함한다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 전극 용액은, 예를 들어, 각각 인산 및 수산화나트륨과 같은 양극 또는 음극과 접촉하여 적절한 기능을 가능하게 하도록 구성된 전해질 용액을 포함한다. 다른 구현예에서, 적어도 하나의 전극 용액은 주 분리 채널, 양극 채널, 및 음극 채널을 통해 흐르는 예를 들어, Tris 완충 식염수와 같은, 양극 또는 음극과 접촉하여 적절한 기능을 가능하게 하도록 구성된 적어도 하나의 양쪽성 전해질 용액을 포함한다.In embodiments, an isoelectric point based fluid purification module includes at least one electrode solution. In some embodiments, the at least one electrode solution comprises an electrolyte solution configured to enable proper functioning in contact with an anode or cathode, for example phosphoric acid and sodium hydroxide, respectively. In another embodiment, at least one electrode solution is configured to contact the anode or cathode to enable proper function, such as Tris buffered saline, flowing through the main separator channel, the anode channel, and the cathode channel. Contains an amphoteric electrolyte solution.

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 센서 또는 검출기를 포함한다. 예를 들어, 적어도 하나의 센서 또는 검출기는 인라인으로 배치된다. 일부 예에서, 적어도 하나의 센서 또는 검출기는 유동 센서, 온도 센서, 전도도 센서, pH 센서, 굴절률 검출기, UV 검출기, 또는 배압 센서를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.In embodiments, an isoelectric based fluid purification module includes at least one sensor or detector. For example, at least one sensor or detector is arranged in-line. In some examples, the at least one sensor or detector includes, but is not limited to, a flow sensor, temperature sensor, conductivity sensor, pH sensor, refractive index detector, UV detector, or back pressure sensor.

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 액체 회로 차단기를 포함하거나, 상기 장치의 다운스트림과 적어도 하나의 인라인 센서 또는 검출기의 업스트림을 단절하여 무전압 용액에서 감지 또는 검출을 수행할 수 있도록 한다.In embodiments, an isoelectric point-based fluid purification module includes at least one liquid circuit breaker or disconnects downstream of the device and upstream of at least one in-line sensor or detector to perform sensing or detection in a voltage-free solution. make it possible

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.In embodiments, an isoelectric based fluid purification module includes at least one fluid handling pump.

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 수집 용기를 포함한다.In embodiments, an isoelectric based fluid purification module includes at least one collection vessel.

방법method

본원에 기재된 공정들을 이용하는 것을 포함하는, 생물학적 생성물을 생산하는 생물반응기로부터 유래된 불균질 혼합물로부터 상기 생물학적 생성물을 정제하는 방법이 본 명세서에 제공된다. 예를 들어, 생물반응기 유형은 배치식 생물반응기(batch bioreactor), 유가식 생물반응기, 관류 생물반응기, 케모스탯 생물반응기, 또는 다구획 생물반응기를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 일부 예에서, 생물반응기는 정상 상태에서 상기 생물학적 생성물을 생산한다.Provided herein are methods for purifying a biological product from a heterogeneous mixture derived from a bioreactor producing the biological product, comprising using the processes described herein. For example, bioreactor types include, but are not limited to, batch bioreactors, fed-batch bioreactors, perfusion bioreactors, chemostat bioreactors, or multi-compartment bioreactors. In some instances, a bioreactor produces the biological product at steady state.

구현예들에서, 본 명세서에는, 예를 들어, 동적 여과 모듈, 친화도 기반의 자성 정제 모듈, 양전하 기반의 자성 정제 모듈, 음전하 기반의 자성 정제 모듈, 친화도 기반 정제 모듈, 양전하 기반 정제 모듈, 음전하 기반 정제 모듈, 친화도 기반의 유체 정제 모듈, 양전하 기반의 유체 정제 모듈, 음전하 기반의 유체 정제 모듈, 친화도 기반 TFF 정제 모듈, 양전하 기반 TFF 정제 모듈, 음전하 기반 TFF 정제 모듈, 및/또는 등전점 기반의 유체 정제 모듈과 같은 본원에 기재된 모듈들 중 적어도 하나의 모듈을 이용하는 것을 포함하는, 생물학적 생성물을 생산하는 생물반응기로부터 유래된 불균질 혼합물로부터 상기 생물학적 생성물을 정제하는 방법이 제공된다.In embodiments, this specification includes, for example, a dynamic filtration module, an affinity-based magnetic purification module, a positive charge-based magnetic purification module, a negative charge-based magnetic purification module, an affinity-based purification module, a positive charge-based purification module, negative charge based purification module, affinity based fluid purification module, positive charge based fluid purification module, negative charge based fluid purification module, affinity based TFF purification module, positive charge based TFF purification module, negative charge based TFF purification module, and/or isoelectric point A method for purifying a biological product from a heterogeneous mixture derived from a bioreactor producing the biological product is provided, comprising utilizing at least one of the modules described herein, such as a fluid purification module based on a substrate.

일부 구현예에서, 본 명세서에는, 예를 들어, 동적 여과 모듈, 친화도 기반의 자성 정제 모듈, 양전하 기반의 자성 정제 모듈, 음전하 기반의 자성 정제 모듈, 친화도 기반 정제 모듈, 양전하 기반 정제 모듈, 음전하 기반 정제 모듈, 친화도 기반의 유체 정제 모듈, 양전하 기반의 유체 정제 모듈, 음전하 기반의 유체 정제 모듈, 친화도 기반 TFF 정제 모듈, 양전하 기반 TFF 정제 모듈, 음전하 기반 TFF 정제 모듈, 및/또는 등전점 기반의 유체 정제 모듈과 같은 본원에 기재된 모듈들 중 적어도 하나의 모듈을 이용하는 것을 포함하는, 정상 상태에서 생물학적 생성물을 생산하는 생물반응기로부터 유래된 불균질 혼합물로부터 상기 생물학적 생성물을 연속적으로 정제하는 방법이 제공된다.In some embodiments, the present specification includes, for example, a dynamic filtration module, an affinity-based magnetic purification module, a positive charge-based magnetic purification module, a negative charge-based magnetic purification module, an affinity-based purification module, a positive charge-based purification module, negative charge based purification module, affinity based fluid purification module, positive charge based fluid purification module, negative charge based fluid purification module, affinity based TFF purification module, positive charge based TFF purification module, negative charge based TFF purification module, and/or isoelectric point A method for continuously purifying a biological product from a heterogeneous mixture derived from a bioreactor that produces the biological product at steady state comprising using at least one of the modules described herein, such as a fluid purification module based on Provided.

다른 구현예에서, 본 명세서에는, 예를 들어, 동적 여과 모듈, 친화도 기반의 자성 정제 모듈, 양전하 기반의 자성 정제 모듈, 음전하 기반의 자성 정제 모듈, 친화도 기반 정제 모듈, 양전하 기반 정제 모듈, 음전하 기반 정제 모듈, 친화도 기반의 유체 정제 모듈, 양전하 기반의 유체 정제 모듈, 음전하 기반의 유체 정제 모듈, 친화도 기반 TFF 정제 모듈, 양전하 기반 TFF 정제 모듈, 음전하 기반 TFF 정제 모듈, 및/또는 등전점 기반의 유체 정제 모듈과 같은 본원에 기재된 모듈들 중 적어도 하나의 모듈을 이용하는 것을 포함하는, 정상 상태에서 생물학적 생성물을 생산하는 생물반응기로부터 유래되지 않은 불균질 혼합물로부터 상기 생물학적 생성물을 정제하는 방법이 제공된다.In another embodiment, the present specification includes, for example, a dynamic filtration module, an affinity-based magnetic purification module, a positive charge-based magnetic purification module, a negative charge-based magnetic purification module, an affinity-based purification module, a positive charge-based purification module, negative charge based purification module, affinity based fluid purification module, positive charge based fluid purification module, negative charge based fluid purification module, affinity based TFF purification module, positive charge based TFF purification module, negative charge based TFF purification module, and/or isoelectric point Provided is a method of purifying a biological product from a heterogeneous mixture that is not derived from a bioreactor that produces the biological product at steady state, comprising using at least one of the modules described herein, such as a fluid purification module based on do.

본 발명의 다른 측면들은 하기에 개시되어 있다.Other aspects of the invention are disclosed below.

본 특허 또는 출원 파일에는 컬러로 제작된 하나 이상의 도면이 포함되어 있다. 컬러 도면(들)이 포함된 본 특허 또는 특허 출원 공보의 사본은 요청되고 필요한 수수료가 지불되면 사무국(Office)에 의해 제공될 것이다.
도 1a-1d는 본원에 기재된 예시적인 연속 공정 흐름의 개략도를 도시한다. 도 1a는 예시적인 연속 공정 흐름을 나타내며, 여기서 단계 1은 정상 상태에서 생물학적 생성물을 생산하는 생물반응기를 포함하고, 단계 2는 연속적인 동적 여과 모듈을 포함하고, 단계 3은 친화도 기반의 자성 정제 모듈을 포함하고, 단계 4는 적어도 하나의 전하 기반의 자성 정제 모듈을 포함하고, 단계 5는, 예를 들어, 유가식 또는 관류 모드에서 수행되는 표준 산업 바이러스 불활성화 및 여과 공정을 포함하고, 단계 6은, 예를 들어, 단계 7의 표준 산업 충전-마무리 공정을 준비하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 수행되는 하전된 멤브레인을 사용한 고성능 접선 유동 여과를 포함한다. 도 1b는 예시적인 연속 공정 흐름을 나타내며, 여기서 단계 1은 정상 상태에서 생물학적 생성물을 생산하는 생물반응기를 포함하고, 단계 2는 연속 동적 여과 모듈을 포함하고, 단계 3은 친화도 기반의 자성 정제 모듈을 포함하고, 단계 4는 양전하 기반의 자성 정제 모듈을 포함하고, 단계 5는 음전하 기반의 자성 정제 모듈을 포함하고, 단계 6은, 예를 들어, 단계 7의 표준 산업 충전-마무리 공정을 준비하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 수행되는 하전된 멤브레인을 사용한 고성능 접선 유동 여과를 포함한다. 도 1c는 예시적인 연속 공정 흐름을 나타내며, 여기서 단계 1은 정상 상태에서 생물학적 생성물을 생산하는 생물반응기를 포함하고, 단계 2는 연속적인 동적 여과 모듈을 포함하고, 단계 3은 친화도 기반의 자성 정제 모듈을 포함하고, 단계 4는 등전점 기반의 유체 정제 모듈을 포함하고, 단계 5는, 예를 들어, 유가식 또는 관류 모드에서 수행되는 표준 산업 바이러스 불활성화 및 여과 공정을 포함하고, 단계 6은 단계 7의 표준 산업 충전-마무리 공정을 준비하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 수행되는 하전된 멤브레인을 사용한 고성능 접선 유동 여과를 포함한다. 도 1d는 예시적인 연속 공정 흐름을 나타내며, 여기서 단계 1은 정상 상태에서 생물학적 생성물을 생산하는 생물반응기를 포함하고, 단계 2는 연속적인 동적 여과 모듈을 포함하고, 단계 3은 친화도 기반의 자성 정제 모듈을 포함하고, 단계 4는 등전점 기반의 유체 정제 모듈을 포함하고, 단계 5는 단계 6의 표준 산업 충전-마무리 공정을 준비하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 수행되는 하전된 멤브레인을 사용한 고성능 접선 유동 여과를 포함한다.
도 2a 내지 2d는 본원에 기재된 예시적인 연속 공정 흐름의 개략도를 도시한다. 도 2a는 예시적인 연속 공정 흐름을 나타내며, 여기서 단계 1은 정상 상태에서 생물학적 생성물을 생산하는 생물반응기를 포함하고, 단계 2는 연속적인 동적 여과 모듈을 포함하고, 단계 3은 친화도 기반 정제 모듈을 포함하고, 단계 4는 적어도 하나의 전하 기반 정제 모듈을 포함하고, 단계 5는, 예를 들어, 유가식 또는 관류 모드에서 수행되는 표준 산업 바이러스 불활성화 및 여과 공정을 포함하고, 단계 6은, 예를 들어, 단계 7의 표준 산업 충전-마무리 공정을 준비하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 수행되는 하전된 멤브레인을 사용한 고성능 접선 유동 여과를 포함한다. 도 2b는 예시적인 연속 공정 흐름을 나타내며, 여기서 단계 1은 정상 상태에서 생물학적 생성물을 생산하는 생물반응기를 포함하고, 단계 2는 연속적인 동적 여과 모듈을 포함하고, 단계 3은 친화도 기반 정제 모듈을 포함하고, 단계 4는 양전하 기반 정제 모듈을 포함하고, 단계 5는 음전하 기반 정제 모듈을 포함하고, 단계 6은, 예를 들어, 단계 7의 표준 산업 충전-마무리 공정을 준비하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 수행되는 하전된 멤브레인을 사용한 고성능 접선 유동 여과를 포함한다. 도 2c는 예시적인 연속 공정 흐름을 나타내며, 여기서 단계 1은 정상 상태에서 생물학적 생성물을 생산하는 생물반응기를 포함하고, 단계 2는 연속적인 동적 여과 모듈을 포함하고, 단계 3은 친화도 기반 정제 모듈을 포함하고, 단계 4는 등전점 기반의 유체 정제 모듈을 포함하고, 단계 5는, 예를 들어, 유가식 또는 관류 모드에서 수행되는 표준 산업 바이러스 불활성화 및 여과 공정을 포함하고, 단계 6은 단계 7의 표준 산업 충전-마무리 공정을 준비하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 수행되는 하전된 멤브레인을 사용한 고성능 접선 유동 여과를 포함한다. 도 2d는 예시적인 연속 공정 흐름을 나타내며, 여기서 단계 1은 정상 상태에서 생물학적 생성물을 생산하는 생물반응기를 포함하고, 단계 2는 연속적인 동적 여과 모듈을 포함하고, 단계 3은 친화도 기반 정제 모듈을 포함하고, 단계 4는 등전점 기반의 유체 정제 모듈을 포함하고, 단계 5는 단계 6의 표준 산업 충전-마무리 공정을 준비하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 수행되는 하전된 멤브레인을 사용한 고성능 접선 유동 여과를 포함한다.
도 3a 내지 3d는 본원에 기재된 예시적인 연속 공정 흐름의 개략도를 도시한다. 도 3a는 예시적인 연속 공정 흐름을 나타내며, 여기서 단계 1은 정상 상태에서 생물학적 생성물을 생산하는 생물반응기를 포함하고, 단계 2는 연속적인 동적 여과 모듈을 포함하고, 단계 3은 친화도 기반의 유체 정제 모듈을 포함하고, 단계 4는 적어도 하나의 전하 기반의 유체 정제 모듈을 포함하고, 단계 5는, 예를 들어, 유가식 또는 관류 모드에서 수행되는 표준 산업 바이러스 불활성화 및 여과 공정을 포함하고, 단계 6은, 예를 들어, 단계 7의 표준 산업 충전-마무리 공정을 준비하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 수행되는 하전된 멤브레인을 사용한 고성능 접선 유동 여과를 포함한다. 도 3b는 예시적인 연속 공정 흐름을 나타내며, 여기서 단계 1은 정상 상태에서 생물학적 생성물을 생산하는 생물반응기를 포함하고, 단계 2는 연속적인 동적 여과 모듈을 포함하고, 단계 3은 친화도 기반의 유체 정제 모듈을 포함하고, 단계 4는 양전하 기반의 유체 정제 모듈을 포함하고, 단계 5는 음전하 기반의 유체 정제 모듈을 포함하고, 단계 6은, 예를 들어, 단계 7의 표준 산업 충전-마무리 공정을 준비하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 수행되는 하전된 멤브레인을 사용한 고성능 접선 유동 여과를 포함한다. 도 3c는 예시적인 연속 공정 흐름을 나타내며, 여기서 단계 1은 정상 상태에서 생물학적 생성물을 생산하는 생물반응기를 포함하고, 단계 2는 연속적인 동적 여과 모듈을 포함하고, 단계 3은 친화도 기반의 유체 정제 모듈을 포함하고, 단계 4는 등전점 기반의 유체 정제 모듈을 포함하고, 단계 5는, 예를 들어, 유가식 또는 관류 모드에서 수행되는 표준 산업 바이러스 불활성화 및 여과 공정을 포함하고, 단계 6은 단계 7의 표준 산업 충전-마무리 공정을 준비하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 수행되는 하전된 멤브레인을 사용한 고성능 접선 유동 여과를 포함한다. 도 3d는 예시적인 연속 공정 흐름을 나타내며, 여기서 단계 1은 정상 상태에서 생물학적 생성물을 생산하는 생물반응기를 포함하고, 단계 2는 연속적인 동적 여과 모듈을 포함하고, 단계 3은 친화도 기반의 유체 정제 모듈을 포함하고, 단계 4는 등전점 기반의 유체 정제 모듈을 포함하고, 단계 5는 단계 6의 표준 산업 충전-마무리 공정을 준비하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 수행되는 하전된 멤브레인을 사용한 고성능 접선 유동 여과를 포함한다.
도 4a 내지 4d는 본원에 기재된 예시적인 연속 공정 흐름의 개략도를 도시한다. 도 4a는 예시적인 연속 공정 흐름을 나타내며, 여기서 단계 1은 정상 상태에서 생물학적 생성물을 생산하는 생물반응기를 포함하고, 단계 2는 연속적인 동적 여과 모듈을 포함하고, 단계 3은 친화도 기반 TFF 정제 모듈을 포함하고, 단계 4는 적어도 하나의 전하 기반 TFF 정제 모듈을 포함하고, 단계 5는, 예를 들어, 유가식 또는 관류 모드에서 수행되는 표준 산업 바이러스 불활성화 및 여과 공정을 포함하고, 단계 6은, 예를 들어, 단계 7의 표준 산업 충전-마무리 공정을 준비하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 수행되는 하전된 멤브레인을 사용한 고성능 접선 유동 여과를 포함한다. 도 4b는 예시적인 연속 공정 흐름을 나타내며, 여기서 단계 1은 정상 상태에서 생물학적 생성물을 생산하는 생물반응기를 포함하고, 단계 2는 연속적인 동적 여과 모듈을 포함하고, 단계 3은 친화도 기반 TFF 정제 모듈을 포함하고, 단계 4는 양전하 기반 TFF 정제 모듈을 포함하고, 단계 5는 음전하 기반 TFF 정제 모듈을 포함하고, 단계 6은, 예를 들어, 단계 7의 표준 산업 충전-마무리 공정을 준비하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 수행되는 하전된 멤브레인을 사용한 고성능 접선 유동 여과를 포함한다. 도 4c는 예시적인 연속 공정 흐름을 나타내며, 여기서 단계 1은 정상 상태에서 생물학적 생성물을 생산하는 생물반응기를 포함하고, 단계 2는 연속적인 동적 여과 모듈을 포함하고, 단계 3은 친화도 기반 TFF 정제 모듈을 포함하고, 단계 4는 등전점 기반의 유체 정제 모듈을 포함하고, 단계 5는, 예를 들어, 유가식 또는 관류 모드에서 수행되는 표준 산업 바이러스 불활성화 및 여과 공정을 포함하고, 단계 6은 단계 7의 표준 산업 충전-마무리 공정을 준비하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 수행되는 하전된 멤브레인을 사용한 고성능 접선 유동 여과를 포함한다. 도 4d는 예시적인 연속 공정 흐름을 나타내며, 여기서 단계 1은 정상 상태에서 생물학적 생성물을 생산하는 생물반응기를 포함하고, 단계 2는 연속적인 동적 여과 모듈을 포함하고, 단계 3은 친화도 기반 TFF 정제 모듈을 포함하고, 단계 4는 등전점 기반의 유체 정제 모듈을 포함하고, 단계 5는 단계 6의 표준 산업 충전-마무리 공정을 준비하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 수행되는 하전된 멤브레인을 사용한 고성능 접선 유동 여과를 포함한다.
도 5a 및 5b는 본원에 기재된 다운스트림 정제 모듈에 대한 설계 개략도(design schematics)와 함께 예시적인 연속 공정 흐름을 나타낸다.
도 6a 및 6b는 정상 상태 생물반응기 배출 출력 라인으로부터 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 연속적으로 전달하기 위한 단일 출력 헤드, 및 세척 버퍼를 공급하기 위한 별도의 출력 헤드를 포함하는 동적 여과 장치의 일련의 예시적인 설계를 나타낸다. 도 6a는 정상 상태 생물반응기 배출 출력 라인으로부터 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 연속적으로 전달하기 위한 단일 출력 헤드; 세척 버퍼를 공급하기 위한 별도의 출력 헤드; 공급 릴, 수집 릴로 기능하는 압연 필터 멤브레인; 공급 릴-대-수집 릴 시스템을 제어하기 위한 2개의 Servo 모터들; 기계적으로 평탄한 접촉 표면을 갖는 2개의 지지 로드들; 기계적으로 평탄한 접촉 표면을 갖고, 진공 라인과 연속되는 개구부가 있는 멤브레인 지지 구조물; 진공 수집 용기; 다이어프램 펌프(diaphragm pump); 및 연동 펌프(peristaltic pump);를 포함하는 동적 여과 장치 설계의 개략도이다. 도 6b는 정상 상태 생물반응기 배출 출력 라인으로부터 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 연속적으로 전달하기 위한 단일 출력 헤드; 세척 버퍼를 공급하기 위한 별도의 출력 헤드; 공급 릴, 수집 릴로 기능하는 압연 필터 멤브레인; 공급 릴-대-수집 릴 시스템을 제어하기 위한 2개의 Servo 모터들; 기계적으로 평탄한 접촉 표면을 갖는 2개의 지지 로드들; 기계적으로 평탄한 접촉 표면을 갖고, 진공 라인과 연속되는 개구부가 있는 멤브레인 지지 구조물; 제어가능한 T-밸브; 2개의 진공 수집 용기들; 다이어프램 펌프; 및 2개의 연동 펌프들;을 포함하는 동적 여과 장치 설계의 개략도이다.
도 7a 및 7b는 정상 상태 생물반응기 배출 출력 라인으로부터 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 연속적으로 전달하기 위한 다수의 출력 헤드들, 및 세척 버퍼를 공급하기 위한 다수의 개별 출력 헤드들을 포함하는 동적 여과 장치의 2가지 예시적인 설계를 나타낸다. 도 7a는 정상 상태 생물반응기 배출 출력 라인으로부터 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 전달하기 위한 다수의 출력 헤드들; 세척 버퍼를 공급하기 위한 다수의 개별 출력 헤드들; 공급 릴, 수집 릴로 기능하는 압연 필터 멤브레인; 공급 릴-대-수집 릴 시스템을 제어하기 위한 2개의 Servo 모터들; 기계적으로 평탄한 접촉 표면을 갖는 2개의 지지 로드들; 기계적으로 평탄한 접촉 표면을 갖고, 진공 라인과 연속되는 개구부가 있는 멤브레인 지지 구조물; 진공 수집 용기; 다이어프램 펌프; 및 연동 펌프;를 포함하는 동적 여과 장치 설계의 개략도를 나타낸다. 도 7b는 정상 상태 생물반응기 배출 출력 라인으로부터 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 연속적으로 전달하기 위한 다수의 출력 헤드들; 세척 버퍼를 공급하기 위한 다수의 개별 출력 헤드들; 공급 릴, 수집 릴로 기능하는 압연 필터 멤브레인; 공급 릴-대-수집 릴 시스템을 제어하기 위한 2개의 Servo 모터들; 기계적으로 평탄한 접촉 표면을 갖는 2개의 지지 로드들; 기계적으로 평탄한 접촉 표면을 갖고, 진공 라인과 연속되는 개구부가 있는 멤브레인 지지 구조물; 제어가능한 T-밸브; 2개의 진공 수집 용기들; 다이어프램 펌프; 및 2개의 연동 펌프들;을 포함하는 동적 여과 장치 설계의 개략도를 나타낸다.
도 8은 5개의 병렬 슬롯들이 있는 개구부를 갖는 예시적인 멤브레인 지지 구조물의 이미지를 나타낸다.
도 9a 및 9b는 1X PBS에서 불균질 혼합물로부터의 PolyBeads(0.05% 고형물; 2μm(적색), 6μm(적색), 및 10μm(청색) 직경)의 제거를 나타내는 이미지이다. 도 9a는 1X PBS 중의 PolyBeads(0.05% 고형물; 2μm, 6μm, 및 10μm 직경)의 초기 불균질 혼합물; 0.2μm PTFE 실린지 필터로 불균질 혼합물을 정제하여 얻은 여액; 예시적인 동적 여과 장치로 불균질 혼합물을 정제하여 얻은 여액(MBM-3은 0.45μm PVDF 필터 멤브레인과 0.25mL/분의 유속으로 동적 여과된 샘플을 나타냄); 및 예시적인 동적 여과 장치로 불균질 혼합물을 정제하여 얻은 여액(MBM-4는 0.45μm PES 필터 멤브레인, 및 0.25, 0.5, 1.0, 2.0 및 5.0mL/분의 유속으로 동적 여과된 샘플을 나타냄);의 시각적 비교(왼쪽에서 오른쪽으로)를 나타내는 이미지이다. 도 9b는 1X PBS 중의 PolyBeads(0.05% 고형물; 2μm, 6μm, 및 10μm 직경)의 초기 불균질 혼합물; 0.2μm PTFE 실린지 필터로 불균질 혼합물을 정제하여 얻은 여액; 0.45μm PVDF 필터 멤브레인을 갖고 유속이 0.25mL/분인 예시적인 동적 여과 장치로 불균질 혼합물을 정제하여 얻은 여액(MBM-3); 및 0.45μm PES 필터 멤브레인을 갖고 유속이 0.25, 0.5, 1.0, 2.0, 및 5.0mL/분인 예시적인 동적 여과 장치로 불균질 혼합물을 정제하여 얻은 여액(MBM-4);의 UV-Vis 분광광도계 비교를 나타내는 막대 그래프로서, 이는 예시적인 동적 여과 장치를 사용하여 불균질 혼합물로부터 PolyBeads가 성공적으로 제거됨을 입증한다.
도 10a 내지 10d는 1X PBS 중의 BSA-FITC의 0.5mg/mL 용액에 현탁된 PolyBeads의 불균질 혼합물로부터 PolyBeads(0.05% 고형물; 2μm(적색), 6μm(적색), 및 10μm(청색) 직경)의 제거를 보여주는 일련의 데이터이다. 도 10a는 1X PBS 중의 BSA-FITC의 0.5mg/mL 용액에 현탁된 PolyBeads(0.05% 고형물; 2μm, 6μm, 및 10μm 직경)의 연속 희석된 불균질 혼합물의 UV-Vis 분광광도계 트레이스(spectrophotometric trace)를 나타내는 그래프로, PolyBead 시그니처 영역이 표시되어 있고, PolyBeads가 존재함을 나타낸다. 도 10b는 1X PBS 중의 BSA-FITC의 연속 희석된 0.5mg/mL 용액의 UV-Vis 분광광도계 트레이스를 나타내는 그래프로, PolyBead 시그니처 영역이 표시되어 있고, PolyBeads가 없음을 나타낸다. 도 10c는 1X PBS 중의 BSA-FITC의 0.5mg/mL 용액에 현탁된 PolyBeads(0.05% 고형물; 2μm, 6μm 및 10μm 직경)의 초기 불균질 혼합물; 0.2μm PTFE 실린지 필터로 불균질 혼합물을 정제하여 얻은 여액; 예시적인 동적 여과 장치로 불균질 혼합물을 정제하여 얻은 여액(MBM-3a는 0.45μm PVDF 필터 멤브레인 및 0.25mL/분의 유속으로 동적 여과된 샘플을 나타냄); 예시적인 동적 여과 장치로 불균질 혼합물을 정제하여 얻은 여액(MBM-4a는 0.45μm PES 필터 멤브레인과 0.5mL/분의 유속으로 동적 여과된 샘플을 나타냄); 예시적인 동적 여과 장치로 불균질 혼합물을 정제하여 얻은 여액(MBM-5a는 0.45μm PES 필터 멤브레인과 2.0mL/분의 유속으로 동적 여과된 샘플을 나타냄); 및 원심분리(10,000xg에서 5분)에 의한 불균질 혼합물의 정제로부터 수집된 상청액;의 시각적 비교(왼쪽에서 오른쪽으로) 이미지를 나타낸다. 도 10d는 1X PBS 중의 BSA-FITC의 0.5mg/mL 용액에 현탁된 PolyBeads(0.05% 고형물; 2μm, 6μm, 및 10μm 직경)의 초기 불균질 혼합물; 0.2μm PTFE 실린지 필터로 불균질 혼합물을 정제하여 얻은 여액; 예시적인 동적 여과 장치로 불균질 혼합물을 정제하여 얻은 여액(MBM-3a); 예시적인 동적 여과 장치로 불균질 혼합물을 정제하여 얻은 여액(MBM-4a); 예시적인 동적 여과 장치로 불균질 혼합물을 정제하여 얻은 여액(MBM-5a); 및 원심분리(10,000xg에서 5분)에 의한 정제로부터 수집된 상청액의 UV-Vis 분광광도계 비교를 나타내는 그래프로서, 이는 예시적인 동적 여과 장치를 사용하여, PolyBead 시그니처 영역에 PolyBeads가 없는 것으로 표시된 바와 같이, PolyBeads를 제거함으로써 BSA-FITC가 성공적으로 정제된다는 것을 입증한다.
도 11a 및 11b는 10mL/분의 입력 유속에서 1X PBS 중의 인간 다클론 IgG(hIgG)의 0.5mg/mL 용액에 현탁된 PolyBeads의 불균질 혼합물의 동적 여과를 나타낸다. 도 11a는 슬롯 다이 출력 헤드를 통한 동적 여과를 나타낸다. 도 11a는 1X PBS 중의 hIgG의 0.5mg/mL 용액에 현탁된 PolyBeads(각각 1.1x108, 4.2x106, 및 1.0x106개 입자/mL에서 2μm, 6μm, 및 10μm 직경)의 초기 불균질 혼합물; 0.45μm PES 필터 멤브레인을 갖고 유속이 10mL/분인 예시적인 동적 여과 장치로 불균질 혼합물을 정제하여 얻은 여액; 및 원심분리(10,000xg에서 5분)에 의한 불균질 혼합물의 정제로부터 수집된 상청액;의 시각적 비교(왼쪽에서 오른쪽으로) 이미지를 나타낸다. 도 11b는 동적 여과에 의해 얻어진 여액, 및 원심분리에 의해 수집된 상청액의 BCA 검정에 의해 결정된 총 단백질 농도의 분광광도계 비교를 나타내는 그래프이다. 도 11c는 1X PBS 중의 hIgG의 0.5mg/mL 용액에 현탁된 PolyBeads(각각 7.3x107, 1.1x108, 1.1x108, 1.1x108, 3.4x107, 및 1.0x106개 입자/mL에서 0.5μm, 0.75μm, 1μm, 2μm, 3μm, 및 10μm 직경)의 초기 불균질 혼합물; 0.45μm PES 필터 멤브레인을 갖고 유속이 10mL/분인 예시적인 동적 여과 장치로 불균질 혼합물을 정제하여 얻은 여액, 및 원심분리(10,000xg에서 5분)에 의한 불균질 혼합물의 정제로부터 수집된 상청액;의 시각적 비교(왼쪽에서 오른쪽으로) 이미지를 나타낸다. 도 11d는 동적 여과에 의해 얻어진 여액, 및 원심분리에 의해 수집된 상청액의 BCA 검정에 의해 결정된 총 단백질 농도의 분광광도계 비교를 나타내는 그래프이다.
도 12a 내지 12d는 상이한 단백질, 단백질 농도, 필터 멤브레인 재료 및 기공 크기, 및 멤브레인 지지 구조물에 대한, 그리고 상이한 입력 유속에서 연속적인 작동 동안의 동적 여과의 단백질 회수를 나타낸다. 도 12a는 수송 속도가 0.5mm/초이고, 입력 유속이 10mL/분인 0.45μm PES 필터 멤브레인으로 동적 여과하여 얻어진 여액의 BCA 검정에 의한, 크기 및 전하가 서로 다른 단백질들(각각 0.5-10mg/mL, 5mg/mL, 및 0.5mg/mL의 소 혈청 알부민(BSA), 라이소자임, 및 hIgG)의 회수율을 나타낸다. 도 12b는 수송 속도가 0.5mm/초이고, 입력 유속이 10mL/분인 서로 다른 재료 및 기공 크기의 필터 멤브레인(0.45μm PES, 0.45μm 친수성 PVDF, 0.22μm PES)을 사용한 동적 여과에 의해 얻어진 여액의 BCA 검정에 의한 0.5mg/mL의 hIgG의 회수율을 나타낸다. 도 12c는 수송 속도가 0.5mm/초이고, 입력 유속이 10mL/분인 0.45μm PES 필터 멤브레인, 및 서로 다른 멤브레인 지지 구조물들(5개의 병렬 슬롯들이 있는 PTFE 멤브레인 지지 구조물, 및 다공성 친수성 폴리에틸렌(PE) 인서트(insert)가 있는 PTFE 멤브레인 지지 구조물)을 사용한 동적 여과에 의해 얻은 여액의 BCA 검정에 의한 0.5mg/mL의 hIgG의 회수율을 나타낸다. 도 12d는 수송 속도가 0.5mm/초인 0.45μm PES 필터 멤브레인을 사용한 장기간의 연속적인 작동 동안 상이한 유속(5 및 10mL/분)에서 동적 여과에 의해 얻은 여액의 BCA 검정에 의한 0.5mg/mL의 라이소자임의 회수율을 나타낸다.
도 13a-13c는 1g/L의 최종 농도로 hIgG가 스파이크(spike)된 RPMI 배지 중의 현탁 세포 배양물을 포함하는 입력 불균질 혼합물의 동적 여과 및 원심분리에 의한 세포 정화를 비교한 것이다. 도 13a는 RPMI 배지 중의 초기 hlgG 스파이크된 뮤린 골수종 현탁 세포 배양물(2x106개 세포/mL에서 1g/L hIgG); 수송 속도가 0.5mm/초인 0.45μm PES 필터 멤브레인을 사용하여 2mL/분의 입력 유속으로 동적 여과하여 얻은 여액(DF-1, DF-2, DF-3); 및 10,000xg에서 5분 동안 원심분리하여 수집된 상청액(C-1, C-2, C-3);의 광학 이미징(왼쪽에서 오른쪽으로)을 나타낸다. 도 13b는 RPMI 배지 중의 초기 hlgG 스파이크된 뮤린 골수종 현탁 세포 배양물(2x106개 세포/mL에서 1g/L hIgG); 수송 속도가 0.5mm/초인 0.45μm PES 필터 멤브레인을 사용하여 2mL/분의 입력 유속으로 동적 여과하여 얻은 여액(DF-1, DF-2, DF-3); 및 10,000xg에서 5분 동안 원심분리하여 얻은 상청액(C-1, C-2, C-3)의 SDS-PAGE 분석(왼쪽에서 오른쪽으로)을 나타낸다. 도 13c는 수송 속도가 0.5mm/초인 0.45μm PES 필터 멤브레인을 사용하여 2mL/분의 입력 유속으로 동적 여과하여 얻은 여액(파란색 윤곽선 막대); 및 10,000xg에서 5분 동안 원심분리하여 수집된 상청액의 BCA 검정에 의한 불균질 혼합물(1g/L hIgG로 스파이크된 RPMI 배지 중의 현탁 세포 배양물)로부터의 hIgG 회수율 비교를 나타낸다.
도 14는 루프 컨베이어 시스템 및 영구적으로 "켜짐"인 적어도 하나의 자기장을 포함하는 친화도 기반의 자성 정제 장치의 예시적인 설계 개략도를 나타낸다.
도 15는 루프 컨베이어 시스템, 및 "켜짐/꺼짐" 전환("on/off" toggling)이 가능한 적어도 하나의 자기장을 포함하는 친화도 기반의 자성 정제 장치의 예시적인 설계 개략도를 나타낸다.
도 16은 루프 컨베이어 시스템, 및 영구적으로 "켜짐"인 적어도 하나의 자기장을 포함하는 전하 기반의 자성 정제 장치의 예시적인 설계 개략도를 나타낸다.
도 17은 루프 컨베이어 시스템 및 "켜짐/꺼짐" 전환이 가능한 적어도 하나의 자기장을 포함하는 전하 기반의 자성 정제 장치의 예시적인 설계 개략도를 나타낸다.
도 18은 픽앤플레이스 로봇 시스템 및 적어도 하나의 자기장을 포함하는 친화도 기반의 자성 정제 장치의 예시적인 설계 개략도를 나타낸다.
도 19는 픽앤플레이스 로봇 시스템 및 적어도 하나의 자기장을 포함하는 전하 기반의 자성 정제 장치의 예시적인 설계 개략도를 나타낸다.
도 20a 및 20b는 hIgG(표적, 2g/L 입력 농도)와 라이소자임(불순물, 1g/L 입력 농도)의 혼합물에 대해 자성 단백질 A 코팅된 아가로스 비드들이 충전된 친화도 기반의 자성 정제 장치로 수행된 친화도 기반 자성 정제를 나타낸다. 도 20a는 자성 친화성 비드 사용 및 재활용의 3회 연속 사이클로부터 수집된 분획들에 대한 BCA 검정을 통한 전체 단백질 분석을 나타내며, 이는 결합 능력 및 성능을 손상시키지 않으면서 자성 친화성 비드들이 재현가능하게 재활용 및 재사용되는 능력을 입증한다. 도 20b는 자성 친화성 비드 사용 및 재활용의 3회 연속 사이클로부터 수집된 분획들에 대한 SDS-PAGE 분석을 나타내며, 이는 결합 능력 및 성능을 손상시키지 않으면서 자성 친화성 비드들이 재현가능하게 재활용 및 재사용되는 능력을 입증한다.
도 21a 내지 21d는 기계적 회전 시스템을 포함하는 친화도 기반 정제 장치의 예시적인 설계를 나타낸다. 도 21a는 리드 시스템의 개략도이다. 도 21b는 용기 캐러셀의 개략도이다. 도 21c는 수집 시스템의 개략도이다. 도 21d는 리드 시스템 및 수집 시스템이 용기 캐러셀과 인터페이스하는 방식을 나타낸다.
도 22a 내지 22d는 기계적 회전 시스템을 포함하는 전하 기반 정제 장치의 예시적인 설계를 나타낸다. 도 22a는 리드 시스템의 개략도이다. 도 22b는 용기 캐러셀의 개략도이다. 도 22c는 수집 시스템의 개략도이다. 도 22d는 리드 시스템 및 수집 시스템이 용기 캐러셀과 인터페이스하는 방식을 나타낸다.
도 23a 내지 23d는 친화도 기반 정제 또는 전하 기반 정제 장치의 개별 시스템 구성요소들을 나타낸다. 도 23a는 예시적인 개스킷 리드, 용기, 및 수집기 어셈블리의 개략도이다. 도 23b는 리드 시스템의 구성요소인 공기 유입구, 원형 유동 패턴을 생성하도록 구성된 2개의 버퍼 유입구, 벤트 포트, 및 충전 유입구를 포함하는 예시적인 개스킷 리드의 개략도이다. 도 23c는 용기 캐러셀의 구성요소인 메쉬 필터 또는 프릿, 및 밸브를 포함하는 용기의 개략도이다. 도 23d는 수집 시스템의 구성요소인 수집기의 개략도이다.
도 24a 및 24b는 단계적 선형 시스템을 포함하는 친화도 기반 정제 장치의 예시적인 설계를 나타낸다. 도 24a는 친화도 기반 정제 장치의 개별 시스템 구성요소들을 나타낸다. 도 24b는 단계적 선형 시스템을 포함하는 친화도 기반 정제 장치의 연결성을 보여준다.
도 25a 및 25b는 단계적 선형 시스템을 포함하는 친화도 기반 정제 장치의 예시적인 설계를 나타낸다. 도 25a는 전하 기반 정제 장치의 개별 시스템 구성요소들을 나타낸다. 도 25b는 단계적 선형 시스템을 포함하는 전하 기반 정제 장치의 연결성을 보여준다.
도 26a 및 26b는 단백질 A 코팅된 아가로스 수지 비드들로 충전된 친화도 기반 정제 장치로 수행된 hIgG(2g/L 입력 농도) 용액의 친화도 기반 정제를 나타낸다. 도 26a는 친화성 수지 비드 사용 및 재활용의 3회 연속 사이클로부터 수집된 분획들에 대한 BCA 검정을 통한 전체 단백질 분석을 나타내며, 이는 결합 능력 및 성능을 손상시키지 않으면서 친화성 수지 비드들이 재현가능하게 재활용 및 재사용되는 능력을 입증한다. 도 26b는 친화성 수지 비드 사용 및 재활용의 3회 연속 사이클로부터 수집된 분획들에 대한 SDS-PAGE 분석을 나타내며, 이는 결합 능력 및 성능을 손상시키지 않으면서 친화성 수지 비드들이 재현가능하게 재활용 및 재사용되는 능력을 입증한다.
도 27a 및 27b는 hIgG(표적, 2g/L 입력 농도)와 라이소자임(불순물, 1g/L 입력 농도)의 혼합물에 대해 단백질 A 코팅된 아가로스 수지 비드들로 충전된 친화도 기반 정제 장치로 수행된 친화도 기반 정제를 나타낸다. 도 27a는 친화성 수지 비드 사용 및 재활용의 3회 연속 사이클로부터 수집된 분획들에 대한 BCA 검정을 통한 전체 단백질 분석을 나타내며, 이는 결합 능력 및 성능을 손상시키지 않으면서 친화성 수지 비드들이 재현가능하게 재활용 및 재사용되는 능력을 입증한다. 도 27b는 친화성 수지 비드 사용 및 재활용의 3회 연속 사이클로부터 수집된 분획들에 대한 SDS-PAGE 분석을 나타내며, 이는 결합 능력 및 성능을 손상시키지 않으면서 친화성 수지 비드들이 재현가능하게 재활용 및 재사용되는 능력을 입증한다.
도 28a 내지 28d는 하이브리드 유체 소자들의 예시적인 설계를 보여주는 일련의 이미지이다. 도 28a는 평행 직교류 채널, 영구 자기장, 및 2개의 압전 변환기를 포함하는 하이브리드 유체 소자를 보여주는 이미지이다. 도 28b는 각진 직교류 채널, 영구 자기장, 및 2개의 압전 변환기를 포함하는 하이브리드 유체 소자를 보여주는 이미지이다. 도 28c는 평행 직교류 채널, 영구 자기장, 및 2개의 선택적 유전영동 전극을 포함하는 하이브리드 유체 소자를 보여주는 이미지이다. 도 28d는 각진 직교류 채널, 영구 자기장, 및 2개의 선택적인 유전영동 전극을 포함하는 하이브리드 유체 소자를 보여주는 이미지이다.
도 29는 친화도 기반 유체 정제 장치의 예시적인 설계 개략도를 나타낸다.
도 30은 전하 기반 유체 정제 장치의 예시적인 설계 개략도를 나타낸다.
도 31은 적어도 하나의 접선 유동 여과 시스템을 포함하는 친화도 기반 정제 장치의 예시적인 설계 개략도를 나타낸다.
도 32는 적어도 하나의 접선 유동 여과 시스템을 포함하는 전하 기반 정제 장치의 예시적인 설계 개략도를 나타낸다.
도 33은 2개의 병렬판들 사이에 생성된 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장, 및 수성 이온 용액을 갖는 유체 소자를 포함하는 등전점 기반의 유체 정제 장치의 예시적인 설계 개략도를 나타낸다.
도 34는 2개의 병렬판들 사이에 생성된 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장, 및 미세한 pH 구배를 갖는 제2 유체 소자에 연결되어 있는, 2개의 병렬판들 사이에 생성된 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장, 및 대략적인 pH 구배를 갖는 제1 유체 소자를 포함하는 자유 흐름 전기영동 장치의 예시적인 설계 개략도를 나타내는 것으로, 상기 장치는 등전 집속 모드에서 작동할 수 있다.
도 35는 2개의 병렬판들 사이에 생성된 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장, 및 주 분리 채널을 가로지르는 일정한 산성 pH를 갖는 제2 유체 소자에 연결되어 있는, 2개의 병렬판들 사이에 생성된 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장, 및 주 분리 채널을 가로지르는 일정한 염기성 pH를 갖는 제1 유체 소자를 포함하는 자유 흐름 전기영동 장치의 예시적인 설계 개략도를 나타내는 것으로, 상기 장치는 띠전기영동 모드에서 작동할 수 있다.
도 36은 등속 전기영동 모드에서 작동할 수 있는 2개의 병렬판들 사이에 생성된 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장을 갖는 제2 유체 소자에 연결되어 있는, 등전 집속 모드에서 작동할 수 있는 2개의 병렬판들 사이에 생성된 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장을 갖는 제1 유체 소자를 포함하는 자유 흐름 전기영동 장치의 예시적인 설계 개략도를 나타낸다.
도 37은 등속 전기영동 모드에서 작동할 수 있는 2개의 병렬판들 사이에 생성된 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장을 갖는 제3 유체 소자에 연결되어 있는, 등전 집속 모드에서 작동할 수 있는 2개의 병렬판들 사이에 생성된 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장을 갖는 제2 유체 소자에 연결되어 있는, 혼합물을 사전 분류하기 위한 선택적 유전영동 전극이 있는 채널을 갖는 제1 유체 소자를 포함하는 자유 흐름 전기영동 장치의 예시적인 설계 개략도를 나타낸다.
도 38은 기포가 없는 주 분리 채널을 생성하기 위해 전극 채널들로부터 직접 전기분해 기포들을 제거하는 예시적인 기포 제거 및 탈기 시스템의 설계를 보여준다.
도 39는 자유 흐름 전기영동 장치의 유출구로부터 적어도 하나의 인라인 센서 또는 검출기로 흐르는 인가 전압에 연결된 용액에 단절을 만드는 예시적인 액체 회로 차단기를 나타낸다.
도 40a 내지 40e는 양극 채널(H2SO4), 음극 채널(NaOH), 및 양쪽성 전해질 용액이 흐르는 5개의 유입구와 5개의 유출구를 갖는 주 분리 채널이 있는 등전점 기반 정제 장치를 사용한 로다민 6G(Rhodamine 6G)(0.25mg/mL, 순 전하 +1)와 플루오레세인(Fluorescein)(0.25mg/mL, 순 전하 -1) 혼합물의 등전점 기반 유체 정제를 나타낸 것으로, 이때 상기 혼합물은 상기 장치의 유입구(유입구 3) 중앙에서 도입되었다. 도 40a는 0V 및 5mL/분에서 5개의 유출구로부터 수집된 분획들의 광학 이미지를 보여준다. 도 40b는 0V 및 5mL/분에서 5개의 유출구로부터 수집된 분획들의 흡광도 스펙트럼을 나타낸다. 도 40c는 pH 구배의 존재 하에 1000V 및 10mL/분에서 5개의 유출구로부터 수집된 분획들의 광학 이미지를 보여준다. 도 40d는 pH 구배의 존재 하에 1000V 및 10mL/분에서 5개의 유출구로부터 수집된 분획들의 흡광도 스펙트럼을 나타낸다. 도 40e는 정제된 로다민 6G(유출구 2, 음극을 향함)와 정제된 플루오레세인(유출구 4, 양극을 향함)을 포함하는 분획들이 생성되는 혼합물의 정제를 나타낸다.
도 41a 내지 41c는 양극 채널(H2SO4), 음극 채널(NaOH), 및 양쪽성 전해질 용액이 흐르는 5개의 유입구와 5개의 유출구를 갖는 주 분리 채널이 있는 등전점 기반 정제 장치를 사용하여 상이한 작동 조건 하에 로다민 6G(0.25mg/mL, 순 전하 +1)와 플루오레세인(0.25mg/mL, 순 전하 -1)의 혼합물을 정제하는 것에 관한 광학 이미징을 나타낸 것으로, 이때 상기 혼합물은 상기 장치의 유입구(유입구 3) 중앙에서 도입되었다. 도 41a는 500V 및 유속 3mL/분에서 로다민 6G와 플루오레세인의 혼합물의 등전 집속 자유 흐름 전기영동을 나타낸다. 도 41b는 700V 및 유속 5mL/분에서 로다민 6G와 플루오레세인의 혼합물의 등전 집속 자유 흐름 전기영동을 나타낸다. 도 41c는 900V 및 유속 10mL/분에서 로다민 6G와 플루오레세인의 혼합물의 등전 집속 자유 흐름 전기영동을 나타낸다.
도 42a 및 42b는 등전점 기반 정제 장치를 사용하여 소분자 염료들의 혼합물을 정제하는 것에 관한 광학 이미징을 나타내며, 상기 장치는 양극 채널(H2SO4), 음극 채널(NaOH), 및 양쪽성 전해질 용액이 흐르는 5개의 유입구와 5개의 유출구를 갖는 주 분리 채널을 포함하고, 이때 상기 혼합물은 상기 장치의 유입구(유입구 3) 중앙에서 도입되었다. 도 42a는 500V 및 유속 5mL/분에서 염기성 푹신(Basic Fuchsin)(0.05mg/mL, 순 전하 +3)과 플루오레세인(0.25mg/mL, 순 전하 -1) 혼합물의 등전 집속 자유 흐름 전기영동을 나타낸다. 도 42b는 500V 및 유속 5mL/분에서 크리스탈 바이올렛(Crystal Violet)(0.05mg/mL, 순 전하 +3)과 플루오레세인(0.25mg/mL, 순 전하 -1) 혼합물의 등전 집속 자유 흐름 전기영동을 나타낸다.
도 43a 내지 43d는 증가하는 인가 전압에 걸쳐 등전 집속 자유 흐름 전기영동 모드에서 작동하는 등전점 기반 정제 장치를 사용하여 염기성 푹신(0.005mg/mL, 순 전하 +3)과 플루오레세인(0.25mg/mL, 순 전하 -1)의 혼합물을 정제하는 것에 관한 광학 이미징을 나타낸다. 상기 혼합물은 양극 채널, 음극 채널, 및 5개의 유입구와 10개의 유출구를 갖는 주 분리 채널을 포함하는 장치를 사용하여 5mL/분의 유속으로 중앙 유입구(유입구 3)에 도입되었으며, 이때 각 채널은 동일한 양쪽성 전해질 용액을 5mL/분으로 흐르게 했다. 전압이 인가되지 않을 때, 상기 혼합물은 층류(laminar flow)를 따라 중앙 유출구(유출구 4 및 5)에서 장치를 빠져나간다(도 43a). 샘플 입력 유속이 5mL/분인 양쪽성 전해질을 갖는 주 분리 채널에 전압을 인가할 때, 선형 pH 구배가 확립되고, 염기성 푹신과 플루오레세인이 각각 음극과 양극으로 이동하는데, 이는 이론적 전기영동 이동도 예측과 일치한다(도 43b 내지 43d). 인가 전압을 600V(도 43b)에서 900V(도 43c)로, 1100V(도 43D)로 높여 전기장 강도를 증가시킴에 따라, 두 분자들의 분리가 주 분리 채널의 길이에 비례하여 증가하는 것으로 관찰되었다.
도 44a 및 44b는 등전점 기반 정제 장치를 사용하여 소분자 염료들의 혼합물을 정제하는 것에 관한 광학 이미징을 나타내며, 상기 장치는 양극 채널(H2SO4), 음극 채널(NaOH), 및 스페이서 용액에 의해 분리되는 2가지 양쪽성 전해질 용액이 흐르는 5개의 유입구와 5개의 유출구를 갖는 주 분리 채널을 포함하고, 이때 상기 혼합물은 상기 장치의 유입구(유입구 3) 중앙에서 스페이서 용액에 도입되었다. 도 44a는 250V 및 유속 5mL/분에서 로다민 6G(0.25mg/mL, 순 전하 +1)와 플루오레세인(0.25mg/mL, 순 전하 -1)의 혼합물의 등속 전기영동을 나타나며, 결과적으로 2개의 염료가 2개의 개별 고해상도 라인으로 농축된다. 도 44b는 도 44a에 나타낸 결과들의 UV 조사 결과를 보여준다.
도 45a 내지 45e는 등전점 기반 정제 장치를 사용하여 BSA(0.5mg/mL, pI 4-5)와 라이소자임(0.25mg/mL, pI 11)의 혼합물을 정제한 결과를 나타내며, 상기 장치는 양극 채널(H2SO4), 음극 채널(NaOH), 및 양쪽성 전해질 용액이 흐르는 5개의 유입구와 5개의 유출구를 갖는 주 분리 채널을 포함하고, 이때 상기 혼합물은 상기 장치의 유입구(유입구 3) 중앙에서 도입되었다. 도 45a는 0V 및 유속 10mL/분에서 5개의 유출구로부터 유래된 분획들의 총 단백질 농도에 대한 BCA 검정에 의한 분광광도계 분석을 나타낸다. 도 45b는 0V 및 유속 10mL/분에서 5개의 유출구로부터 유래된 분획들에 대한 SDS-PAGE 분석을 나타낸 것으로, 혼합물이 유출구 3에 존재함을 보여준다. 도 45c는 850V 및 유속 10mL/분에서 5개의 유출구로부터 유래된 분획들의 총 단백질 농도에 대한 BCA 검정에 의한 분광광도계 분석을 나타낸 것으로, 단백질이 유출구 2, 3 및 4에 걸쳐 분포되어 있음을 보여준다. 도 45d는 850V 및 유속 10mL/분에서 5개의 유출구로부터 유래된 분획들의 SDS-PAGE 분석을 나타낸 것으로, 정제된 라이소자임은 유출구 2에 존재하고, 정제된 BSA는 유출구 4에 존재함을 보여준다. 도 45e는 BSA(양극을 향함) 및 라이소자임(음극을 향함)의 이론적 전기영동 이동 방향을 보여준다.
도 46a 내지 46c는 등전점 기반 정제 장치를 사용하여 hlgG(0.5 mg/mL, pl 6-8)와 라이소자임(0.25 mg/mL, pl 11)의 혼합물을 정제한 결과를 나타내며, 상기 장치는 양극 채널(H2SO4), 음극 채널(NaOH), 및 양쪽성 전해질 용액이 흐르는 5개의 유입구와 5개의 유출구를 갖는 주 분리 채널을 포함하고, 이때 상기 혼합물은 상기 장치의 유입구(유입구 3) 중앙에 도입되었다. 도 46a는 (1) 0V, 5mL/분, (2) 1000V, 5mL/분, (3) 1500V, 5mL/분, (4) 0V, 10mL/분, 또는 (5) 1000V, 10mL/분에서 5개의 유출구로부터 유래된 분획들의 총 단백질 농도에 대한 BCA 검정에 의한 분광광도계 분석을 나타낸다. 도 46b는 hIgG(양극, 음극, 및 중앙을 향함) 및 라이소자임(음극을 향함)의 이론적 전기영동 이동 방향을 나타낸다. 도 46c는 (1) 0V, 5mL/분, (2) 1000V, 5mL/분, (3) 1500V, 5mL/분, (4) 0V, 10mL/분, 또는 (5) 1000V, 10mL/분에서 5개의 유출구로부터 유래된 분획들의 SDS-PAGE 분석을 나타낸다.
도 47a 내지 47d는 등전점 기반 정제 장치를 사용하여 BSA(0.5mg/mL, pI 4-5)와 라이소자임(0.25mg/mL, pI 11)의 혼합물을 정제한 결과를 나타내며, 상기 장치는 양극 채널(H2SO4), 음극 채널(NaOH), 및 양쪽성 전해질 용액이 흐르는 5개의 유입구와 5개의 유출구를 갖는 주 분리 채널을 포함하고, 이때 상기 혼합물은 상기 장치의 유입구(유입구 3) 중앙에서 도입되었다. 도 47a는 0V 및 500V에서 3mL/분의 유속으로 5개의 유출구로부터 유래된 분획들의 총 단백질 농도에 대한 BCA 검정에 의한 분광광도계 분석을 나타낸 것으로, 인가 전압 하에 단백질이 유출구 2, 3, 및 4에 걸쳐 분포되어 있음을 보여준다. 도 47b는 0V 및 700V에서 5mL/분의 유속으로 5개의 유출구로부터 유래된 분획들의 총 단백질 농도에 대한 BCA 검정에 의한 분광광도계 분석을 나타낸 것으로, 인가 전압 하에 단백질이 유출구 2, 3, 및 4에 걸쳐 분포되어 있음을 보여준다. 도 47c는 0V 및 850V에서 10mL/분의 유속으로 5개의 유출구로부터 유래된 분획들의 총 단백질 농도에 대한 BCA 검정에 의한 분광광도계 분석을 나타내며, 인가 전압 하에 단백질이 유출구 2, 3, 및 4에 걸쳐 분포되어 있음을 보여준다. 도 47d는 (1) 3mL/분으로 0V 또는 500V, (2) 5mL/분으로 0V 또는 700V, 또는 (3) 10mL/분으로 0V 또는 850V에서 5개의 유출구로부터 유래된 분획들의 SDS-PAGE 분석을 나타낸다.
도 48은 충전 마무리를 위한 생물학적 생성물을 준비하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 실행되는 표준 산업 다운스트림 처리 장비를 이용하여 본원에 기재된 예시적인 반연속 공정에 전하 기반 정제 모듈, 자성 정제 모듈, 전하 기반 정제 모듈, 전하 기반 유체 정제 모듈, 전하 기반 TFF 정제 모듈, 또는 등전점 기반 정제 모듈을 연결하는 예시적인 개략도를 나타낸다.
도 49는 독립적인 바이러스 불활성화 및 제거 공정 단계가 없는 경우 충전 마무리를 위한 생물학적 생성물을 준비하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 실행되는 표준 산업 다운스트림 처리 장비를 이용하여 본원에 기재된 예시적인 반연속 공정에 전하 기반 정제 모듈, 자성 정제 모듈, 전하 기반 정제 모듈, 전하 기반 유체 정제 모듈, 전하 기반 TFF 정제 모듈, 또는 등전점 기반 정제 모듈을 연결하는 예시적인 개략도를 나타낸다.
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1A-1D depict schematic diagrams of exemplary continuous process flows described herein. 1A shows an exemplary continuous process flow, wherein step 1 includes a bioreactor that produces biological products at steady state, step 2 includes a continuous dynamic filtration module, and step 3 includes affinity-based magnetic purification. module, step 4 includes at least one charge-based magnetic purification module, step 5 includes a standard industrial virus inactivation and filtration process, eg carried out in a fed-batch or perfusion mode, 6 includes, for example, high performance tangential flow filtration using charged membranes performed in fed-batch or once-through mode to prepare for the standard industrial fill-finish process of step 7. 1B shows an exemplary continuous process flow, wherein step 1 includes a bioreactor producing biological products at steady state, step 2 includes a continuous dynamic filtration module, and step 3 includes an affinity-based magnetic purification module. Step 4 includes a positive charge-based magnetic purification module, step 5 includes a negative charge-based magnetic purification module, and step 6 includes, for example, preparing the standard industrial charge-finish process of step 7. high performance tangential flow filtration using charged membranes performed in fed-batch or perfusion mode for 1C shows an exemplary continuous process flow, wherein step 1 includes a bioreactor producing biological products at steady state, step 2 includes a continuous dynamic filtration module, and step 3 includes affinity-based magnetic purification. module, step 4 includes an isoelectric point based fluid purification module, step 5 includes a standard industrial virus inactivation and filtration process performed, for example, in a fed-batch or perfusion mode, and step 6 includes a step 7 includes high-performance tangential flow filtration using charged membranes performed in fed-batch or once-through mode to prepare for standard industrial fill-finish processes. 1D shows an exemplary continuous process flow, wherein step 1 includes a bioreactor that produces biological products at steady state, step 2 includes a continuous dynamic filtration module, and step 3 includes affinity-based magnetic purification. module, step 4 includes an isoelectric based fluid purification module, step 5 is high performance tangential flow using charged membranes performed in fed-batch or once-through mode to prepare for the standard industrial fill-finish process of step 6 Include filtration.
2A-2D show schematic diagrams of exemplary continuous process flows described herein. 2A shows an exemplary continuous process flow, wherein step 1 includes a bioreactor that produces biological products at steady state, step 2 includes a continuous dynamic filtration module, and step 3 includes an affinity-based purification module. step 4 includes at least one charge-based purification module, step 5 includes a standard industrial virus inactivation and filtration process, e.g. performed in a fed-batch or perfusion mode, and step 6 includes e.g. For example, step 7 includes high performance tangential flow filtration using charged membranes performed in fed-batch or once-through mode to prepare for standard industrial fill-finish processes. 2B shows an exemplary continuous process flow, wherein step 1 includes a bioreactor that produces biological products at steady state, step 2 includes a continuous dynamic filtration module, and step 3 includes an affinity-based purification module. step 4 includes a positive charge-based purification module, step 5 includes a negative charge-based purification module, and step 6 includes, for example, fed-batch or flow-through to prepare for a standard industrial charge-finish process of step 7. It includes high performance tangential flow filtration using charged membranes performed in the mode. 2C shows an exemplary continuous process flow, wherein step 1 includes a bioreactor that produces biological products at steady state, step 2 includes a continuous dynamic filtration module, and step 3 includes an affinity-based purification module. Step 4 includes an isoelectric point based fluid purification module, Step 5 includes a standard industrial virus inactivation and filtration process, eg performed in a fed-batch or perfusion mode, and Step 6 includes the steps of step 7. It includes high-performance tangential flow filtration using charged membranes performed in fed-batch or once-through mode to prepare for standard industrial fill-finish processes. 2D shows an exemplary continuous process flow, wherein step 1 includes a bioreactor that produces biological products at steady state, step 2 includes a continuous dynamic filtration module, and step 3 includes an affinity-based purification module. Step 4 includes an isoelectric based fluid purification module, and Step 5 includes high performance tangential flow filtration using charged membranes performed in fed-batch or once-through mode to prepare for the standard industrial fill-finish process of Step 6. include
3A-3D show schematic diagrams of exemplary continuous process flows described herein. 3A shows an exemplary continuous process flow, wherein step 1 includes a bioreactor producing biological products at steady state, step 2 includes a continuous dynamic filtration module, and step 3 includes affinity-based fluid purification. module, step 4 includes at least one charge-based fluid purification module, step 5 includes a standard industrial virus inactivation and filtration process, eg performed in a fed-batch or perfusion mode, 6 includes, for example, high performance tangential flow filtration using charged membranes performed in fed-batch or once-through mode to prepare for the standard industrial fill-finish process of step 7. 3B shows an exemplary continuous process flow, wherein step 1 includes a bioreactor that produces biological products at steady state, step 2 includes a continuous dynamic filtration module, and step 3 includes affinity-based fluid purification. module, step 4 includes a positive charge-based fluid purification module, step 5 includes a negative charge-based fluid purification module, and step 6 prepares, for example, a standard industrial charge-finish process of step 7. high performance tangential flow filtration using charged membranes performed in fed-batch or perfusion mode to 3C shows an exemplary continuous process flow, wherein step 1 includes a bioreactor that produces biological products at steady state, step 2 includes a continuous dynamic filtration module, and step 3 includes affinity-based fluid purification. module, step 4 includes an isoelectric point based fluid purification module, step 5 includes a standard industrial virus inactivation and filtration process performed, for example, in a fed-batch or perfusion mode, and step 6 includes a step 7 includes high-performance tangential flow filtration using charged membranes performed in fed-batch or once-through mode to prepare for standard industrial fill-finish processes. 3D shows an exemplary continuous process flow, wherein step 1 includes a bioreactor that produces biological products at steady state, step 2 includes a continuous dynamic filtration module, and step 3 includes affinity-based fluid purification. module, step 4 includes an isoelectric based fluid purification module, step 5 is high performance tangential flow using charged membranes performed in fed-batch or once-through mode to prepare for the standard industrial fill-finish process of step 6 Include filtration.
4A-4D show schematic diagrams of exemplary continuous process flows described herein. 4A shows an exemplary continuous process flow, wherein step 1 includes a bioreactor that produces biological products at steady state, step 2 includes a continuous dynamic filtration module, and step 3 includes an affinity-based TFF purification module. wherein step 4 includes at least one charge-based TFF purification module, step 5 includes a standard industrial virus inactivation and filtration process performed, for example, in a fed-batch or perfusion mode, and step 6 includes , for example, high performance tangential flow filtration using charged membranes performed in fed-batch or once-through mode to prepare for the standard industrial fill-finish process of step 7. 4B shows an exemplary continuous process flow, wherein step 1 includes a bioreactor producing biological products at steady state, step 2 includes a continuous dynamic filtration module, and step 3 includes an affinity-based TFF purification module. Step 4 includes a positive charge-based TFF purification module, Step 5 includes a negative charge-based TFF purification module, and Step 6 includes, for example, a cost-effective process to prepare for the standard industrial charge-finish process of Step 7. It includes high performance tangential flow filtration using charged membranes performed in feed or perfusion mode. 4C shows an exemplary continuous process flow, wherein step 1 includes a bioreactor producing biological products at steady state, step 2 includes a continuous dynamic filtration module, and step 3 includes an affinity-based TFF purification module. wherein step 4 includes an isoelectric point based fluid purification module, step 5 includes a standard industrial virus inactivation and filtration process performed, for example, in fed-batch or perfusion mode, and step 6 includes step 7 of high performance tangential flow filtration using charged membranes performed in fed-batch or once-through mode to prepare for standard industrial fill-finish processes. 4D shows an exemplary continuous process flow, wherein step 1 includes a bioreactor producing biological products at steady state, step 2 includes a continuous dynamic filtration module, and step 3 includes an affinity-based TFF purification module. wherein step 4 includes an isoelectric point-based fluid purification module, and step 5 includes high-performance tangential flow filtration using charged membranes performed in fed-batch or once-through mode to prepare for the standard industrial fill-finish process of step 6. includes
5A and 5B show exemplary continuous process flows along with design schematics for the downstream purification modules described herein.
6A and 6B show a series of dynamic filtration devices comprising a single output head for continuously delivering a heterogeneous mixture comprising biological products from a steady state bioreactor output line, and a separate output head for supplying wash buffer. represents an exemplary design of 6A shows a single output head for continuously delivering a heterogeneous mixture comprising biological products from a steady state bioreactor output line; separate output head for supplying wash buffer; a rolling filter membrane functioning as a supply reel, a collection reel; Two servo motors to control the supply reel-to-collect reel system; two support rods with mechanically flat contact surfaces; a membrane support structure having a mechanically flat contact surface and having an opening continuous with the vacuum line; vacuum collection vessel; diaphragm pump; and a peristaltic pump; a schematic diagram of a dynamic filtration device design. 6B shows a single output head for continuously delivering a heterogeneous mixture comprising biological products from a steady state bioreactor output line; separate output head for supplying wash buffer; a rolling filter membrane functioning as a supply reel, a collection reel; Two servo motors to control the supply reel-to-collect reel system; two support rods with mechanically flat contact surfaces; a membrane support structure having a mechanically flat contact surface and having an opening continuous with the vacuum line; controllable T-valve; two vacuum collection vessels; diaphragm pump; and two peristaltic pumps.
7A and 7B show dynamic filtration comprising multiple output heads for continuously delivering a heterogeneous mixture comprising biological products from a steady state bioreactor output line, and multiple separate output heads for supplying wash buffer. Two exemplary designs of the device are shown. 7A shows multiple output heads for conveying a heterogeneous mixture comprising biological products from a steady state bioreactor output line; a plurality of individual output heads for supplying wash buffer; a rolling filter membrane functioning as a supply reel, a collection reel; Two servo motors to control the supply reel-to-collect reel system; two support rods with mechanically flat contact surfaces; a membrane support structure having a mechanically flat contact surface and having an opening continuous with the vacuum line; vacuum collection vessel; diaphragm pump; and a peristaltic pump; a schematic diagram of a dynamic filtration device design is shown. 7B shows multiple output heads for continuously delivering a heterogeneous mixture comprising biological products from a steady state bioreactor output line; a plurality of individual output heads for supplying wash buffer; a rolling filter membrane functioning as a supply reel, a collection reel; Two servo motors to control the supply reel-to-collect reel system; two support rods with mechanically flat contact surfaces; a membrane support structure having a mechanically flat contact surface and having an opening continuous with the vacuum line; controllable T-valve; two vacuum collection vessels; diaphragm pump; and two peristaltic pumps.
8 shows an image of an exemplary membrane support structure having an opening with five parallel slots.
9A and 9B are images showing the removal of PolyBeads (0.05% solids; 2 μm (red), 6 μm (red), and 10 μm (blue) diameter) from a heterogeneous mixture in IX PBS. 9A is an initial heterogeneous mixture of PolyBeads (0.05% solids; 2 μm, 6 μm, and 10 μm diameter) in 1X PBS; filtrate obtained by purifying the heterogeneous mixture with a 0.2 μm PTFE syringe filter; a filtrate obtained by purifying the heterogeneous mixture with an exemplary dynamic filtration device (MBM-3 represents a sample dynamically filtered with a 0.45 μm PVDF filter membrane and a flow rate of 0.25 mL/min); and a filtrate obtained by purifying the heterogeneous mixture with an exemplary dynamic filtration device (MBM-4 represents samples dynamically filtered with a 0.45 μm PES filter membrane and flow rates of 0.25, 0.5, 1.0, 2.0 and 5.0 mL/min); An image showing a visual comparison (from left to right) of 9B is an initial heterogeneous mixture of PolyBeads (0.05% solids; 2 μm, 6 μm, and 10 μm diameter) in 1X PBS; filtrate obtained by purifying the heterogeneous mixture with a 0.2 μm PTFE syringe filter; a filtrate obtained by purifying the heterogeneous mixture with an exemplary dynamic filtration device with a 0.45 μm PVDF filter membrane and a flow rate of 0.25 mL/min (MBM-3); and a filtrate (MBM-4) obtained by purifying the heterogeneous mixture with an exemplary dynamic filtration device with a 0.45 μm PES filter membrane and flow rates of 0.25, 0.5, 1.0, 2.0, and 5.0 mL/min; As a bar graph showing , which demonstrates the successful removal of PolyBeads from a heterogeneous mixture using the exemplary dynamic filtration device.
10A to 10D are samples of PolyBeads (0.05% solids; 2 μm (red), 6 μm (red), and 10 μm (blue) diameter) from a heterogeneous mixture of PolyBeads suspended in a 0.5 mg/mL solution of BSA-FITC in 1X PBS. A series of data showing the removal. 10A is a UV-Vis spectrophotometric trace of a serially diluted heterogeneous mixture of PolyBeads (0.05% solids; 2 μm, 6 μm, and 10 μm diameter) suspended in a 0.5 mg/mL solution of BSA-FITC in 1X PBS. As a graph showing, the PolyBead signature area is displayed, indicating that PolyBeads exist. 10B is a graph showing UV-Vis spectrophotometer traces of serially diluted 0.5 mg/mL solutions of BSA-FITC in 1X PBS, with PolyBead signature regions marked and no PolyBeads. 10C shows an initial heterogeneous mixture of PolyBeads (0.05% solids; 2 μm, 6 μm and 10 μm diameter) suspended in a 0.5 mg/mL solution of BSA-FITC in 1X PBS; filtrate obtained by purifying the heterogeneous mixture with a 0.2 μm PTFE syringe filter; a filtrate obtained by purifying the heterogeneous mixture with an exemplary dynamic filtration device (MBM-3a represents a sample dynamically filtered with a 0.45 μm PVDF filter membrane and a flow rate of 0.25 mL/min); a filtrate obtained by purification of the heterogeneous mixture with an exemplary dynamic filtration device (MBM-4a represents a sample dynamically filtered with a 0.45 μm PES filter membrane and a flow rate of 0.5 mL/min); a filtrate obtained by purifying the heterogeneous mixture with an exemplary dynamic filtration device (MBM-5a represents a sample dynamically filtered with a 0.45 μm PES filter membrane and a flow rate of 2.0 mL/min); and supernatant collected from purification of the heterogeneous mixture by centrifugation (5 min at 10,000xg); images are shown for visual comparison (left to right). 10D shows an initial heterogeneous mixture of PolyBeads (0.05% solids; 2 μm, 6 μm, and 10 μm diameter) suspended in a 0.5 mg/mL solution of BSA-FITC in 1X PBS; filtrate obtained by purifying the heterogeneous mixture with a 0.2 μm PTFE syringe filter; a filtrate obtained by purifying the heterogeneous mixture with an exemplary dynamic filtration apparatus (MBM-3a); a filtrate obtained by purifying the heterogeneous mixture with an exemplary dynamic filtration apparatus (MBM-4a); a filtrate obtained by purifying the heterogeneous mixture with an exemplary dynamic filtration apparatus (MBM-5a); and UV-Vis spectrophotometric comparison of supernatants collected from purification by centrifugation (5 min at 10,000xg), using an exemplary dynamic filtration device, as indicated by the absence of PolyBeads in the PolyBead signature region. , demonstrating that BSA-FITC is successfully purified by removing the PolyBeads.
11A and 11B show dynamic filtration of a heterogeneous mixture of PolyBeads suspended in a 0.5 mg/mL solution of human polyclonal IgG (hlgG) in 1X PBS at an input flow rate of 10 mL/min. 11A shows dynamic filtration through a slot die output head. 11A shows an initial heterogeneous mixture of PolyBeads (2 μm, 6 μm, and 10 μm diameter at 1.1×10 8 , 4.2×10 6 , and 1.0×10 6 particles/mL, respectively) suspended in a 0.5 mg/mL solution of hIgG in 1X PBS; a filtrate obtained by purifying the heterogeneous mixture with an exemplary dynamic filtration device with a 0.45 μm PES filter membrane and a flow rate of 10 mL/min; and supernatant collected from purification of the heterogeneous mixture by centrifugation (5 min at 10,000xg); images are shown for visual comparison (left to right). 11B is a graph showing a spectrophotometric comparison of total protein concentration determined by BCA assay of filtrate obtained by dynamic filtration, and supernatant collected by centrifugation. 11C shows PolyBeads (7.3x10 7 , 1.1x10 8 , 1.1x10 8 , 1.1x10 8 , 3.4x10 7 , and 1.0x10 6 particles/mL, respectively) suspended in a 0.5 mg/mL solution of hIgG in 1X PBS. , 0.75 μm, 1 μm, 2 μm, 3 μm, and 10 μm diameter) of the initial heterogeneous mixture; filtrate obtained from purification of the heterogeneous mixture with an exemplary dynamic filtration device with a 0.45 μm PES filter membrane and a flow rate of 10 mL/min, and supernatant collected from purification of the heterogeneous mixture by centrifugation (5 min at 10,000xg); Displays images for visual comparison (from left to right). 11D is a graph showing a spectrophotometric comparison of total protein concentration determined by BCA assay of filtrate obtained by dynamic filtration, and supernatant collected by centrifugation.
12A-12D show protein recovery of dynamic filtration for different proteins, protein concentrations, filter membrane materials and pore sizes, and membrane support structures, and during continuous operation at different input flow rates. Figure 12a shows proteins of different sizes and charges (0.5-10 mg/mL, respectively) by BCA assay of the filtrate obtained by dynamic filtration with a 0.45 μm PES filter membrane with a transport rate of 0.5 mm/sec and an input flow rate of 10 mL/min. , 5 mg/mL, and 0.5 mg/mL of bovine serum albumin (BSA), lysozyme, and hIgG). Figure 12b shows the filtrate obtained by dynamic filtration using filter membranes of different materials and pore sizes (0.45 μm PES, 0.45 μm hydrophilic PVDF, 0.22 μm PES) with a transport rate of 0.5 mm/sec and an input flow rate of 10 mL/min. Recovery of 0.5 mg/mL of hIgG by BCA assay is shown. 12C shows a 0.45 μm PES filter membrane with a transport rate of 0.5 mm/sec and an input flow rate of 10 mL/min, and different membrane support structures (PTFE membrane support structure with 5 parallel slots, and porous hydrophilic polyethylene (PE)). The recovery of hIgG at 0.5 mg/mL by BCA assay of the filtrate obtained by dynamic filtration using a PTFE membrane support structure with an insert) is shown. Figure 12d shows lysozyme at 0.5 mg/mL by BCA assay of filtrates obtained by dynamic filtration at different flow rates (5 and 10 mL/min) during long-term continuous operation using a 0.45 μm PES filter membrane with a transport rate of 0.5 mm/sec. represents the recovery rate of
Figures 13A-13C compare cell purification by dynamic filtration and centrifugation of an input heterogeneous mixture comprising a suspension cell culture in RPMI medium spiked with hIgG to a final concentration of 1 g/L. FIG. 13A shows an initial hlgG spiked murine myeloma suspension cell culture in RPMI medium (lg/L hIgG at 2×10 6 cells/mL); Filtrates (DF-1, DF-2, DF-3) obtained by dynamic filtration at an input flow rate of 2 mL/min using a 0.45 μm PES filter membrane with a transport rate of 0.5 mm/sec; and supernatants (C-1, C-2, C-3) collected by centrifugation at 10,000xg for 5 min; FIG. 13B shows an initial hlgG spiked murine myeloma suspension cell culture in RPMI medium (lg/L hIgG at 2×10 6 cells/mL); Filtrates (DF-1, DF-2, DF-3) obtained by dynamic filtration at an input flow rate of 2 mL/min using a 0.45 μm PES filter membrane with a transport rate of 0.5 mm/sec; and SDS-PAGE analysis (from left to right) of supernatants (C-1, C-2, C-3) obtained by centrifugation at 10,000xg for 5 minutes. 13C shows the filtrate obtained by dynamic filtration at an input flow rate of 2 mL/min using a 0.45 μm PES filter membrane with a transport rate of 0.5 mm/sec (blue outline bar); and comparison of hIgG recovery from a heterogeneous mixture (suspension cell culture in RPMI medium spiked with 1 g/L hIgG) by BCA assay of supernatants collected by centrifugation at 10,000xg for 5 minutes.
14 shows an exemplary design schematic of an affinity-based magnetic purification device comprising a loop conveyor system and at least one magnetic field that is permanently “on”.
15 shows an exemplary design schematic of an affinity-based magnetic purification device comprising a loop conveyor system and at least one magnetic field capable of “on/off” toggling.
16 shows an exemplary design schematic of a charge-based magnetic purification device comprising a loop conveyor system and at least one magnetic field that is permanently “on”.
17 shows an exemplary design schematic of a charge-based magnetic purification device comprising a loop conveyor system and at least one magnetic field switchable “on/off”.
18 shows an exemplary design schematic of an affinity-based magnetic refining device comprising a pick-and-place robotic system and at least one magnetic field.
19 shows an exemplary design schematic of a charge-based magnetic purification device comprising a pick-and-place robotic system and at least one magnetic field.
20A and 20B show a mixture of hIgG (target, 2 g/L input concentration) and lysozyme (impurity, 1 g/L input concentration) performed with an affinity-based magnetic purification device packed with magnetic protein A coated agarose beads. affinity-based magnetic purification. Figure 20A shows total protein analysis via BCA assay on fractions collected from three consecutive cycles of magnetic affinity bead use and recycling, which reproducibly allow magnetic affinity beads to occur without compromising binding capacity and performance. Demonstrate ability to be recycled and reused. 20B shows SDS-PAGE analysis of fractions collected from three consecutive cycles of magnetic affinity bead use and recycling, which showed that magnetic affinity beads were reproducibly recycled and reused without compromising binding capacity and performance. prove your ability to be
21A-21D show an exemplary design of an affinity-based purification device comprising a mechanical rotation system. 21A is a schematic diagram of a lid system. 21B is a schematic diagram of a container carousel. 21C is a schematic diagram of a collection system. 21D shows how the lid system and collection system interface with the container carousel.
22A-22D show an exemplary design of a charge-based purification device that includes a mechanical rotation system. 22A is a schematic diagram of a lid system. 22B is a schematic diagram of a container carousel. 22C is a schematic diagram of a collection system. 22D shows how the lid system and collection system interface with the container carousel.
23A to 23D show individual system components of an affinity-based purification or charge-based purification device. 23A is a schematic diagram of an exemplary gasket lid, container, and collector assembly. 23B is a schematic diagram of an exemplary gasket lid including an air inlet, two buffer inlets configured to create a circular flow pattern, a vent port, and a fill inlet, which are components of the lid system. 23C is a schematic diagram of a vessel including a mesh filter or frit, which is a component of a vessel carousel, and a valve. 23D is a schematic diagram of a collector that is a component of the collection system.
24A and 24B show an exemplary design of an affinity-based purification apparatus comprising a stepwise linear system. 24A shows the individual system components of an affinity-based purification device. 24b shows the connectivity of an affinity-based purification device comprising a stepwise linear system.
25A and 25B show an exemplary design of an affinity-based purification device comprising a stepwise linear system. 25A shows the individual system components of a charge based purification device. 25B shows the connectivity of a charge-based purification device comprising a stepwise linear system.
26A and 26B show affinity-based purification of a hIgG (2 g/L input concentration) solution performed with an affinity-based purification apparatus filled with protein A coated agarose resin beads. Figure 26A shows total protein analysis via BCA assay on fractions collected from three consecutive cycles of affinity resin bead use and recycling, which reproducibly allows affinity resin beads to be used without compromising binding capacity and performance. Demonstrate ability to be recycled and reused. 26B shows SDS-PAGE analysis of fractions collected from three consecutive cycles of affinity resin bead use and recycling, which showed that affinity resin beads were reproducibly recycled and reused without compromising binding capacity and performance. prove your ability to be
27A and 27B show a mixture of hIgG (target, 2 g/L input concentration) and lysozyme (impurity, 1 g/L input concentration) performed with an affinity-based purification device packed with protein A coated agarose resin beads. Represents affinity-based purification. 27A shows total protein analysis via BCA assay on fractions collected from three consecutive cycles of affinity resin bead use and recycling, which reproducibly allow affinity resin beads to be used without compromising binding capacity and performance. Demonstrate ability to be recycled and reused. 27B shows SDS-PAGE analysis of fractions collected from three consecutive cycles of affinity resin bead use and recycling, which showed that affinity resin beads were reproducibly recycled and reused without compromising binding capacity and performance. prove your ability to be
28A-28D are a series of images showing exemplary designs of hybrid fluid elements. 28A is an image showing a hybrid fluidic device comprising parallel cross-flow channels, a permanent magnetic field, and two piezoelectric transducers. 28B is an image showing a hybrid fluidic element comprising an angled cross-flow channel, a permanent magnetic field, and two piezoelectric transducers. 28C is an image showing a hybrid fluidic device comprising parallel cross-flow channels, a permanent magnetic field, and two optional dielectrophoretic electrodes. 28D is an image showing a hybrid fluidic device comprising an angled cross-flow channel, a permanent magnetic field, and two optional dielectrophoretic electrodes.
29 shows an exemplary design schematic of an affinity-based fluid purification device.
30 shows an exemplary design schematic of a charge-based fluid purification device.
31 shows an exemplary design schematic of an affinity-based purification device comprising at least one tangential flow filtration system.
32 shows an exemplary design schematic of a charge-based purification device comprising at least one tangential flow filtration system.
33 shows an exemplary design schematic of an isoelectric based fluid purification device comprising a fluid element with a channel created between two parallel plates, an electric field perpendicular to the direction of fluid flow, and an aqueous ionic solution.
34 shows a channel created between two parallel plates, an electric field perpendicular to the direction of fluid flow, and a second fluid element having a fine pH gradient, a channel created between two parallel plates, fluid flow An exemplary design schematic of a free flow electrophoretic device comprising a first fluid element with an electric field perpendicular to the direction and an approximate pH gradient, wherein the device can operate in an isoelectric focusing mode.
35 shows a channel created between the two parallel plates, an electric field perpendicular to the direction of fluid flow, and a second fluid element with constant acidic pH across the main separating channel, connected to the second fluid element. An exemplary design schematic of a free flow electrophoretic device comprising a first fluidic element having a created channel, an electric field perpendicular to the direction of fluid flow, and a constant basic pH across a main separating channel, the device comprising a belt electrophoretic device. It can operate in electrophoresis mode.
36 shows a channel created between two parallel plates that can operate in isokinetic electrophoresis mode and a second fluid element that has an electric field perpendicular to the direction of fluid flow, connected to a second fluid element that can operate in isoelectric focusing mode. An exemplary design schematic of a free flow electrophoretic device including a channel created between two parallel plates and a first fluidic element having an electric field orthogonal to the direction of fluid flow is shown.
37 shows a channel created between two parallel plates that can operate in isokinetic electrophoresis mode and a third fluidic element with an electric field perpendicular to the direction of fluid flow, connected to two channels that can operate in isoelectric focusing mode. a first fluid element having a channel created between two parallel plates and a channel with an optional dielectrophoretic electrode for pre-classifying a mixture connected to a second fluid element having an electric field perpendicular to the direction of fluid flow; An exemplary design schematic of a free flow electrophoresis device is shown.
FIG. 38 shows the design of an exemplary bubble removal and degassing system that removes electrolytic bubbles directly from the electrode channels to create a bubble-free primary isolation channel.
39 shows an exemplary liquid circuit breaker that creates a disconnect to a solution connected to an applied voltage flowing from the outlet of a free flow electrophoretic device to at least one in-line sensor or detector.
40a to 40e show rhodamine 6G using an isoelectric point-based purification apparatus having an anode channel (H 2 SO 4 ), a cathode channel (NaOH), and a main separation channel with five inlets and five outlets through which the ampholyte solution flows. (Rhodamine 6G) (0.25mg/mL, net charge +1) and Fluorescein (0.25mg/mL, net charge -1) isoelectric point-based fluid purification of a mixture, wherein the mixture is the device's It was introduced at the center of the inlet (Inlet 3). 40A shows optical images of fractions collected from 5 outlets at 0 V and 5 mL/min. Figure 40b shows absorbance spectra of fractions collected from five outlets at 0 V and 5 mL/min. 40C shows optical images of fractions collected from 5 outlets at 1000 V and 10 mL/min in the presence of a pH gradient. 40D shows absorbance spectra of fractions collected from 5 outlets at 1000 V and 10 mL/min in the presence of a pH gradient. Figure 40E shows the purification of the mixture resulting in fractions comprising purified rhodamine 6G (outlet 2, towards the cathode) and purified fluorescein (outlet 4, towards the anode).
41A to 41C show different operations using an isoelectric based purification device with an anode channel (H 2 SO 4 ), a cathode channel (NaOH), and a main separation channel with 5 inlets and 5 outlets through which the ampholyte solution flows. Optical imaging is shown for purifying a mixture of rhodamine 6G (0.25 mg/mL, net charge +1) and fluorescein (0.25 mg/mL, net charge -1) under conditions wherein the mixture is in the device was introduced at the center of the inlet (inlet 3). 41A shows isoelectric focusing free flow electrophoresis of a mixture of Rhodamine 6G and Fluorescein at 500 V and a flow rate of 3 mL/min. 41B shows isoelectric focusing free flow electrophoresis of a mixture of Rhodamine 6G and Fluorescein at 700 V and a flow rate of 5 mL/min. 41C shows isoelectric focusing free flow electrophoresis of a mixture of Rhodamine 6G and Fluorescein at 900 V and a flow rate of 10 mL/min.
42A and 42B show optical imaging of the purification of a mixture of small molecule dyes using an isoelectric point-based purification device, which includes an anode channel (H 2 SO 4 ), a cathode channel (NaOH), and an amphoteric electrolyte solution. It includes a main separation channel with 5 inlets and 5 outlets flowing through which the mixture is introduced at the center of the inlet (inlet 3) of the device. 42A isoelectric focusing free flow electrophoresis of a mixture of Basic Fuchsin (0.05 mg/mL, net charge +3) and Fluorescein (0.25 mg/mL, net charge -1) at 500 V and flow rate 5 mL/min. indicates 42b isoelectric focusing free flow electrophoresis of a mixture of Crystal Violet (0.05 mg/mL, net charge +3) and fluorescein (0.25 mg/mL, net charge -1) at 500 V and flow rate 5 mL/min. indicates
43A to 43D show basic fuchsine (0.005 mg/mL, net charge +3) and fluorescein (0.25 mg/mL) using an isoelectric point based purification apparatus operating in isoelectric focusing free flow electrophoresis mode over increasing applied voltages. , showing optical imaging on purifying a mixture of net charge −1). The mixture was introduced into the central inlet (inlet 3) at a flow rate of 5 mL/min using an apparatus comprising an anode channel, a cathode channel, and a main separation channel with 5 inlets and 10 outlets, each channel having the same The amphoteric electrolyte solution was flowed at 5 mL/min. When no voltage is applied, the mixture exits the device at the central outlet (outlets 4 and 5) following a laminar flow (FIG. 43a). When voltage is applied to the main separation channel with an amphoteric electrolyte with a sample input flow rate of 5 mL/min, a linear pH gradient is established, and basic fuchsin and fluorescein migrate to the cathode and anode, respectively, which correspond to the theoretical electrophoretic mobility Consistent with predictions (FIGS. 43B-43D). As the electric field strength was increased by increasing the applied voltage from 600 V (FIG. 43B) to 900 V (FIG. 43C) and 1100 V (FIG. 43D), the separation of the two molecules was observed to increase proportionally to the length of the main separation channel.
44A and 44B show optical imaging of the purification of a mixture of small molecule dyes using an isoelectric point-based purification device, which is separated by an anode channel (H 2 SO 4 ), a cathode channel (NaOH), and a spacer solution. and a main separating channel having 5 inlets and 5 outlets through which the two amphoteric electrolyte solutions flowed, wherein the mixture was introduced into the spacer solution at the center of the inlet (inlet 3) of the device. 44A shows isokinetic electrophoresis of a mixture of rhodamine 6G (0.25 mg/mL, net charge +1) and fluorescein (0.25 mg/mL, net charge -1) at 250 V and flow rate 5 mL/min, resulting in The two dyes are concentrated into two separate high-resolution lines. FIG. 44B shows the UV irradiation results of the results shown in FIG. 44A.
45a to 45e show the results of purifying a mixture of BSA (0.5mg/mL, pI 4-5) and lysozyme (0.25mg/mL, pI 11) using an isoelectric point-based purification device, which is a bipolar channel ( H 2 SO 4 ), a cathode channel (NaOH), and a main separation channel having 5 inlets and 5 outlets through which the ampholyte solution flows, wherein the mixture is introduced centrally at the inlet (inlet 3) of the device. It became. 45A shows spectrophotometric analysis by BCA assay of the total protein concentration of fractions from 5 outlets at 0 V and a flow rate of 10 mL/min. 45B shows SDS-PAGE analysis of fractions from 5 outlets at 0 V and flow rate 10 mL/min, showing that a mixture is present in outlet 3. 45C shows a spectrophotometric analysis by BCA assay of the total protein concentration of fractions from 5 outlets at 850 V and a flow rate of 10 mL/min, showing that protein is distributed over outlets 2, 3 and 4. 45D shows SDS-PAGE analysis of fractions from 5 outlets at 850 V and flow rate 10 mL/min, showing that purified lysozyme is present in outlet 2 and purified BSA is present in outlet 4. 45E shows the theoretical electrophoretic migration directions of BSA (towards the anode) and lysozyme (towards the cathode).
46a to 46c show the results of purifying a mixture of hlgG (0.5 mg/mL, pl 6-8) and lysozyme (0.25 mg/mL, pl 11) using an isoelectric point-based purification device, which has a bipolar channel ( H 2 SO 4 ), a cathode channel (NaOH), and a main separation channel having 5 inlets and 5 outlets through which the ampholyte solution flows, wherein the mixture is introduced at the center of the inlet (inlet 3) of the device. It became. 46A shows a voltage at (1) 0 V, 5 mL/min, (2) 1000 V, 5 mL/min, (3) 1500 V, 5 mL/min, (4) 0 V, 10 mL/min, or (5) 5 at 1000 V, 10 mL/min. Spectrophotometric analysis by BCA assay of the total protein concentration of fractions from canine effluent is shown. 46B shows the theoretical electrophoretic migration directions of hIgG (toward the anode, cathode, and center) and lysozyme (towards the cathode). FIG. 46C shows 5 at (1) 0 V, 5 mL/min, (2) 1000 V, 5 mL/min, (3) 1500 V, 5 mL/min, (4) 0 V, 10 mL/min, or (5) 1000 V, 10 mL/min. SDS-PAGE analysis of fractions from canine effluent is shown.
47a to 47d show the results of purifying a mixture of BSA (0.5mg/mL, pI 4-5) and lysozyme (0.25mg/mL, pI 11) using an isoelectric point-based purification device, which is a bipolar channel ( H 2 SO 4 ), a cathode channel (NaOH), and a main separation channel having 5 inlets and 5 outlets through which the ampholyte solution flows, wherein the mixture is introduced centrally at the inlet (inlet 3) of the device. It became. 47A shows a spectrophotometric analysis by BCA assay of the total protein concentration of fractions from five outlets at 0 V and 500 V at a flow rate of 3 mL/min, showing protein at outlets 2, 3, and 4 under applied voltage. shows that it is distributed over 47B shows spectrophotometric analysis by BCA assay of the total protein concentration of fractions from 5 outlets at 0 V and 700 V at a flow rate of 5 mL/min, showing protein at outlets 2, 3, and 4 under applied voltage. shows that it is distributed over 47C shows a spectrophotometric analysis by BCA assay of the total protein concentration of fractions from 5 outlets at 0 V and 850 V at a flow rate of 10 mL/min, with protein under applied voltage across outlets 2, 3, and 4 shows that it is distributed. 47D shows SDS-PAGE analysis of fractions from five outlets at (1) 0 V or 500 V at 3 mL/min, (2) 0 V or 700 V at 5 mL/min, or (3) 0 V or 850 V at 10 mL/min. indicate
48 is a charge based purification module, magnetic purification module, charge based purification module in an exemplary semi-continuous process described herein using standard industrial downstream processing equipment running in a fed-batch or once-through mode to prepare a biological product for charge finishing. Exemplary schematics for connecting purification modules, charge-based fluid purification modules, charge-based TFF purification modules, or isoelectric point-based purification modules are shown.
49 is an exemplary semi-continuous process described herein using standard industrial downstream processing equipment running in fed-batch or perfusion mode to prepare biological products for fill finishing in the absence of independent viral inactivation and removal process steps. shows an exemplary schematic for connecting a charge-based purification module, a magnetic purification module, a charge-based purification module, a charge-based fluid purification module, a charge-based TFF purification module, or an isoelectric point-based purification module.

본 명세서에서는, 특히, 생물학적 생성물을 정제하는 연속 공정이 제공된다. 현재 청구된 공정은, 예를 들어, 단백질 또는 이의 단편(폴리펩티드), 항체 또는 이의 단편, 사이토카인, 케모카인, 효소, 성장 인자, 올리고뉴클레오티드, 바이러스, 아데노바이러스, 아데노 관련 바이러스, 또는 렌티바이러스와 같은 생물학적 생성물을 정제하기 위한 현재의 다운스트림 방법들 및 공정들에 비해 많은 이점을 제공한다. 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 본원에 기재된 공정은, 큰 불순물(예를 들어, 세포, 세포 파편, 및 응집체)을 제거하기 위해 본원에 기재된 바와 같이 적어도 하나의 동적 여과 모듈을 포함하는 초기 여과 단계 가짐으로써 기존의 다단계 여과 공정(예를 들어, 다단계 접선 유동 여과 또는 심층 여과)에 내재된 멤브레인 오염 문제를 없애는 단클론 항체를 정제하기 위한 연속 바이오프로세스(bioprocess)를 제공한다. 또한, 상기 연속 공정은 처리량과 수율을 유지하면서, 배치식, 단일 사용, 또는 반연속 단클론 항체를 제조하는 기존 접근 방식과 비교할 때, 생산 시설 풋프린트, 시설 구축 및 검증에 필요한 시간, 시설 구축과 관련된 비용, 및 자본 설비 지출을 크게 줄인다.In this specification, in particular, a continuous process for purifying a biological product is provided. The presently claimed process includes, for example, proteins or fragments thereof (polypeptides), antibodies or fragments thereof, cytokines, chemokines, enzymes, growth factors, oligonucleotides, viruses, adenoviruses, adeno-associated viruses, or lentiviruses, such as It offers many advantages over current downstream methods and processes for purifying biological products. For example, without intending to be limiting, the processes described herein include an initial filtration comprising at least one dynamic filtration module as described herein to remove large impurities (eg, cells, cell debris, and aggregates). Provided is a continuous bioprocess for purifying monoclonal antibodies that eliminates the problem of membrane fouling inherent in conventional multi-stage filtration processes (eg, multi-stage tangential flow filtration or depth filtration). In addition, the continuous process reduces production facility footprint, time required for facility construction and validation, facility build-up and Significantly reduce associated costs, and capital equipment expenditures.

본원에 기재된 바와 같은 연속 바이오프로세싱은, 연속적으로 작동할 수 있는 능력으로 인해, 기존 다운스트림 바이오프로세싱의 원심분리, 심층 여과, 및 컬럼 크로마토그래피 단계들에 필요한 대형 공정 장비 - 이의 크기는 큰 생물반응기 부피에 좌우됨 -가 필요하지 않기 때문에 더 작고 간소화된 장비(예를 들어, 더 작은 생물반응기 부피 및 다운스트림 바이오프로세스 장비)를 사용할 수 있도록 한다. 또한, 연속적으로 작동하는 더 작고 간소화된 장비는 정상 상태에서 단클론 항체를 생산하는 훨씬 더 작은 생물반응기(들)를 사용할 수 있도록 한다. 본원에 기재된 바와 같은 연속 바이오프로세스는 또한, 기존의 단클론 항체 제조 접근법과 비교할 때 운영 비용, 전체 바이오프로세스 라인 중단 시간(overall bioprocess line downtime), 및 생물학적 생성물 손실을 현저히 줄일 수 있다. 마지막으로, 생물학적 생성물을 정제하기 위한 본원에 기재된 공정은 킬로그램/년 기준으로 제품 처리량 또는 수율을 희생하지 않고도 현재 기술보다 훨씬 적은 평방 피트를 차지하는 풋프린트를 갖는 시스템에서 수행된다. 예를 들어, 본원에 기재된 단클론 항체를 생산하고 정제하는 공정은 최대 약 30,000평방피트를 차지하는 풋프린트에서 작동된다. 이와 달리, 현재의 단클론 항체 생산 및 다운스트림 공정에는 최소 200,000평방피트가 필요하다.Continuous bioprocessing as described herein, due to its ability to operate continuously, requires large process equipment - the size of which is large bioreactors - for the centrifugation, depth filtration, and column chromatography steps of existing downstream bioprocessing. Volume dependent - allows for the use of smaller and streamlined equipment (eg, smaller bioreactor volume and downstream bioprocess equipment) since no volume dependent is required. Additionally, smaller and streamlined equipment that operates continuously allows the use of much smaller bioreactor(s) that produce monoclonal antibodies at steady state. A continuous bioprocess as described herein can also significantly reduce operating costs, overall bioprocess line downtime, and biological product loss when compared to existing monoclonal antibody manufacturing approaches. Finally, the processes described herein for purifying biological products are performed in systems having a footprint that occupies significantly fewer square feet than current technologies without sacrificing product throughput or yield on a kilograms per year basis. For example, the processes for producing and purifying monoclonal antibodies described herein operate in footprints occupying up to about 30,000 square feet. In contrast, current monoclonal antibody production and downstream processing require at least 200,000 square feet.

동적 여과 모듈, 친화도 기반의 자성 정제 모듈, 및 전하 기반의 자성 정제 모듈 또는 등전점 기반의 유체 정제 모듈 중 적어도 하나를 사용하여 생물학적 생성물을 정제하는 연속 공정.A continuous process for purifying a biological product using at least one of a dynamic filtration module, an affinity-based magnetic purification module, and a charge-based magnetic purification module or an isoelectric point-based fluid purification module.

생물학적 생성물을 정제하는 연속 공정이 설명되어 있으며, 상기 공정은 입력 라인을 통해 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 연속적으로 수용하는 것을 포함하고, 이때 상기 생물학적 생성물은 단백질 또는 이의 단편(폴리펩티드), 항체 또는 이의 단편, 사이토카인, 케모카인, 효소, 또는 성장 인자를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 정제시, 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)은 불순물(세포, 세포 파편, 응집체, 숙주 세포 단백질, 바람직하지 않은 단백질 및 펩티드, 바람직하지 않은 항체, 바람직하지 않은 핵산 및 올리고뉴클레오티드, 바이러스, 염, 버퍼 구성요소, 계면활성제, 당, 금속 오염물, 침출물, 배지 구성요소, 및/또는 자연적으로 결합된 자연 발생 유기 분자)이 적어도 60중량%, 70중량%, 80중량%, 90중량%, 95중량%, 또는 심지어 99중량% 제거될 때 실질적으로 순수하다.A continuous process for purifying a biological product is described, said process comprising continuously receiving through an input line a heterogeneous mixture comprising the biological product, wherein the biological product is a protein or fragment thereof (polypeptide), an antibody or fragments thereof, cytokines, chemokines, enzymes, or growth factors. Upon purification, biological products (e.g., monoclonal antibodies) are free from impurities (cells, cell debris, aggregates, host cell proteins, undesirable proteins and peptides, undesirable antibodies, undesirable nucleic acids and oligonucleotides, viruses, salts). , buffer components, surfactants, sugars, metal contaminants, leachates, media components, and/or naturally occurring organic molecules with which they are naturally associated) at least 60%, 70%, 80%, 90%, It is substantially pure when 95% by weight, or even 99% by weight is removed.

상기 공정에는 동적 여과를 통해 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거하는 것이 포함된다. 상기 동적 여과 공정은 부압 하에 입력 라인과 유체 소통하는 적어도 하나의 출력 헤드로부터 동적 여과 모듈로 생물학적 생성물을 연속적으로 공급함으로써 생물학적 생성물을 포함하는 여액을 생성하는 적어도 하나의 동적 여과 모듈을 포함한다. 상기 동적 여과 모듈은 동축 출력 헤드 또는 별도의 단축 출력 헤드를 통해 세척 버퍼를 공급하기 위한 적어도 하나의 추가 입력 라인을 추가로 포함할 수 있다.The process involves the continuous removal of large impurities from the heterogeneous mixture by dynamic filtration. The dynamic filtration process includes at least one dynamic filtration module generating a filtrate comprising biological product by continuously supplying biological product to the dynamic filtration module from at least one output head in fluid communication with an input line under negative pressure. The dynamic filtration module may further include at least one additional input line for supplying the wash buffer through a coaxial output head or a separate monoaxial output head.

구현예들에서, 본원에 기재된 공정은 생물반응기(예를 들어, 유가식 생물반응기, 관류 생물반응기, 및 케모스탯 생물반응기)에서 연속적으로 생성되는 생물학적 생성물을 정제하는 것을 포함한다. 예를 들어, 생물반응기는 정상 상태의 세포 배양 성장 조건을 가능하게 하는 생물반응기 공급 라인 및 출력 배출 라인(output bleed line)을 포함하고, 상기 출력 배출 라인은 생물반응기로부터 동적 여과 모듈로의 연속 유체 흐름을 허용하는 입력 라인으로서 기능한다.In embodiments, the processes described herein include purifying biological products produced continuously in bioreactors (eg, fed-batch bioreactors, perfusion bioreactors, and chemostat bioreactors). For example, a bioreactor includes a bioreactor supply line and an output bleed line that enable steady-state cell culture growth conditions, the output bleed line providing continuous fluid flow from the bioreactor to the dynamic filtration module. It serves as an input line allowing flow.

본원에 기재된 바와 같이, 불균질 혼합물(또는 혼합물)로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거하는 공정은 원심분리, 디스크-스택 원심분리, 심층 여과, 정적 여과, 접선 유동 여과, 하이드로사이클론, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지 않는다. "정적 여과"라는 용어는 여과되는 불균질 혼합물이 정적 상태를 유지하는 과정을 지칭하며, 즉, 예를 들어, 필터 멤브레인(또는 심층 필터)이 한정된 용량을 가지며, 멤브레인이 이의 용량에 도달하면 여과 속도가 감소한다(예를 들어, 멤브레인 기공이 막히게 됨). "정적"("동적"과 반대로) 여과에서, 필터 멤브레인은 고정된 상태를 유지하고(이동하지 않음), 흐름(예를 들어, 불균질 혼합물의 흐름)은 고정식 필터 멤브레인을 통과한다. 이러한 정적 여과 방법은 해당 기술 분야에서 통상적이며, 간단하고 잘 알려져 있다.As described herein, processes for continuously removing large impurities from a heterogeneous mixture (or mixture) include centrifugation, disk-stack centrifugation, depth filtration, static filtration, tangential flow filtration, hydrocyclones, or any of these. do not include combinations The term "static filtration" refers to a process in which the heterogeneous mixture being filtered remains static, i.e., for example, a filter membrane (or depth filter) has a finite capacity and when the membrane reaches its capacity, it is filtered. The rate decreases (eg membrane pores become clogged). In "static" (as opposed to "dynamic") filtration, the filter membrane remains stationary (does not move) and a flow (eg, flow of a heterogeneous mixture) passes through a stationary filter membrane. Such static filtration methods are common in the art, simple and well known.

당업계에서 통상적으로 사용되는 정적 여과 방법과 달리, 본 명세서의 공정은 동적 여과 모듈을 설명하며, 여기에서 동적 여과 모듈의 구성요소들은 필터 멤브레인의 사용되지 않은 새로운 표적 영역에서 여과가 연속적으로 발생할 수 있도록 조정된 방식으로 이동한다(예를 들어, 전체 공정의 유속에 따라 멤브레인이 이동하거나 전진함). 이는 멤브레인 오염 또는 폐색을 막고, 작동 중 필터 케이크 패킹 및 두께를 제어할 수 있도록 한다.Unlike the static filtration methods commonly used in the art, the process herein describes a dynamic filtration module, wherein the components of a dynamic filtration module allow filtration to continuously occur in new, unused target areas of the filter membrane. (e.g., the membrane moves or advances depending on the flow rate of the overall process). This prevents membrane fouling or clogging and allows control of filter cake packing and thickness during operation.

동적 여과 모듈은 필터 멤브레인 롤, 멤브레인 지지 구조물, 적어도 하나의 지지 로드 또는 롤러, 진공 라인, 진공 시스템, 및 적어도 하나의 진공 수집 용기를 포함한다.The dynamic filtration module includes a filter membrane roll, a membrane support structure, at least one support rod or roller, a vacuum line, a vacuum system, and at least one vacuum collection vessel.

구현예들에서, 상기 필터 멤브레인 롤은 압연 필터 멤브레인을 포함하며, 이때 상기 필터 멤브레인은 폴리에테르설폰(PES), 친수성 폴리설폰, 셀룰로오스 에스테르, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 친수성 PVDF, 폴리카보네이트, 나일론, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 친수성 PTFE, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.In embodiments, the filter membrane roll comprises a rolled filter membrane, wherein the filter membrane is polyethersulfone (PES), hydrophilic polysulfone, cellulose ester, cellulose acetate, polyvinylidene fluoride (PVDF), hydrophilic PVDF , polycarbonate, nylon, polytetrafluoroethylene (PTFE), hydrophilic PTFE, or any combination thereof.

상기 압연 필터 멤브레인의 기공 크기는 정제되는 생물학적 생성물에 따라 달라진다. 예를 들어, 상기 압연 필터 멤브레인의 기공 크기는 0.1μm 내지 1μm의 범위 내에 있다. 대안적으로, 상기 기공 크기는 약 0.2μm 내지 약 0.45μm의 범위 내에 있거나, 상기 기공 크기는 약 0.45μm 미만이다. 다른 예에서, 항체를 정제할 때, 상기 압연 필터 멤브레인의 기공 크기는 0.2μm 내지 약 0.45μm의 범위 내에 있다.The pore size of the rolled filter membrane depends on the biological product being purified. For example, the pore size of the rolled filter membrane is in the range of 0.1 μm to 1 μm. Alternatively, the pore size is in the range of about 0.2 μm to about 0.45 μm, or the pore size is less than about 0.45 μm. In another example, when purifying antibodies, the rolled filter membrane has a pore size in the range of 0.2 μm to about 0.45 μm.

상기 필터 멤브레인 롤은 폭이 약 10mm 내지 약 600mm이다. 예를 들어, 상기 필터 멤브레인 롤의 폭은 동적 여과 시스템 또는 멤브레인 지지 구조물의 크기에 따라 달라질 수 있다.The filter membrane roll has a width of about 10 mm to about 600 mm. For example, the width of the filter membrane roll may vary depending on the size of the dynamic filtration system or membrane support structure.

구현예들에서, 필터 멤브레인 롤은 또한 수집 릴과 소통하는 공급 릴로서 기능하며, 이는 필터 멤브레인이 조립식 롤에서 시작하여 초기에 비어 있는 수집 롤까지 이어져 릴투릴 시스템을 생성함을 의미한다. 측면들에서, 동적 여과 모듈은 공급 릴과 수집 릴 사이에 연장되는 압연 필터 멤브레인을 포함하며, 상기 필터 멤브레인에는 불균질 혼합물을 수용하도록 구성된 표적 영역(예를 들어, 활성 표적 영역)이 있다. 예를 들어, 공급 릴 이동은 높은 토크로 낮은 멤브레인 수송 속도를 가능하게 하기 위해 분당 회전수(RPM)를 200:1의 비율로 제한하는 기어 박스와 연결되어 있는 Servo 모터에 의해 제어된다. 수집 릴 이동은 높은 토크로 낮은 멤브레인 수송 속도를 가능하게 하기 위해 RPM을 200:1의 비율로 제한하는 기어 박스와 연결되어 있는 Servo 모터에 의해 제어된다. 또한, 공급 릴 모터와 수집 릴 모터는 작동 중에 공급 릴과 수집 릴 모두에서 끊임없이 변화하는 필터 멤브레인 롤의 직경과 일관된 속도를 보장하기 위해 피드백 메커니즘을 작동시키는 폐쇄 루프 컨트롤러에 의해 제어된다. 예를 들어, 공급 릴과 수집 릴은 동일한 속도에서 동일한 방향으로 작동한다.In embodiments, the filter membrane roll also functions as a supply reel in communication with the collection reel, meaning that the filter membrane starts with a prefabricated roll and continues to an initially empty collection roll to create a reel-to-reel system. In aspects, a dynamic filtration module includes a rolled filter membrane extending between a supply reel and a collection reel, the filter membrane having a target area (eg, an active target area) configured to receive a heterogeneous mixture. For example, feed reel movement is controlled by a servo motor coupled with a gearbox that limits revolutions per minute (RPM) to a ratio of 200:1 to enable low membrane transport speeds with high torque. Collecting reel movement is controlled by a servo motor coupled with a gearbox that limits the RPM to a ratio of 200:1 to enable low membrane transport speeds with high torque. Additionally, the feed reel motor and the collect reel motor are controlled by a closed-loop controller that operates a feedback mechanism to ensure consistent speed with the constantly changing diameter of the filter membrane rolls on both the feed and collect reels during operation. For example, the supply reel and the collection reel run in the same direction at the same speed.

구현예들에서, 필터 멤브레인의 수송 속도는 약 0.1mm/초 내지 약 100mm/초, 바람직하게는 약 0.1mm/초 내지 약 10mm/초 범위이다.In embodiments, the transport rate of the filter membrane ranges from about 0.1 mm/sec to about 100 mm/sec, preferably from about 0.1 mm/sec to about 10 mm/sec.

동적 여과 모듈의 멤브레인 지지 구조물은 정적 마찰 계수가 낮은 재료(예를 들어, PTFE)에서 유래된 기계적으로 평탄한 접촉 표면, 및 진공 라인과 연속되는 개구부를 포함한다. 본원에서 사용된 바와 같이, "멤브레인 지지 구조물"은 필터 멤브레인의 활성 영역에 구조적 지지를 제공하여 진공 라인과 연속되는 개구부로 인해 부압 영역을 통과할 때 변형을 방지하도록 제작된 구성요소를 지칭한다. 또한, 본원에서 사용되는 "기계적으로 평탄한 접촉 표면"은 정적 마찰 계수가 낮아, 특히 젖었을 때 필터 멤브레인의 수송에 반대되는 마찰력이 낮게 생성되는 표면을 지칭한다. 기계적으로 평탄한 접촉 표면은 필터 멤브레인이 동적 방식으로 움직이는 용이성에 영향을 미칠 수 있다. 기계적으로 평탄한 접촉 표면은 또한 표면 거칠기(surface roughness)로 측정될 수 있으며, 값이 낮을수록 표면이 더 평탄하다. 또한, 거친 표면은 평탄한 표면보다 표면들 간에 마찰력이 더 크기 때문에, 본원에서 사용되는 기계적으로 평탄한 접촉 표면은 마찰력이 낮은(즉, 정적 마찰 계수가 낮은) 표면을 지칭한다.The membrane support structure of the dynamic filtration module includes a mechanically flat contact surface derived from a material with a low static coefficient of friction (eg PTFE), and an opening continuous with the vacuum line. As used herein, “membrane support structure” refers to a component constructed to provide structural support to the active area of a filter membrane to prevent deformation as it passes through a negative pressure area due to an opening continuous with the vacuum line. Also, as used herein, a “mechanically smooth contact surface” refers to a surface that has a low static coefficient of friction, particularly when wet, that creates a low frictional force opposing the transport of the filter membrane. A mechanically flat contact surface can affect the ease with which the filter membrane moves in a dynamic manner. Mechanically flat contact surfaces can also be measured by surface roughness, the lower the value the smoother the surface. Also, because rough surfaces have greater friction between surfaces than smooth surfaces, mechanically smooth contact surfaces as used herein refer to surfaces with low friction (i.e., low static coefficient of friction).

구현예들에서, 동적 여과 모듈의 멤브레인 지지 구조물은 개구부를 포함한다. 상기 개구부는, 예를 들어, 메쉬, 적어도 하나의 슬롯, 적어도 하나의 구멍, 프릿, 다공성 물질, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 개구부는 일련의 규칙적이거나 불규칙적으로 이격된 요소들(예를 들어, 메쉬, 적어도 하나의 슬롯, 적어도 하나의 구멍, 또는 이들의 임의의 조합)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 개구부는 규칙적으로 이격된 요소들을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 개구부는 일련의 간격이 동일한 병렬 슬롯들을 포함할 수 있다. 추가로, 상기 개구부는 하나의 그레이트(grate)(예를 들어, 상기 기재된 바와 같은 일련의 규칙적이거나 불규칙적으로 이격된 요소들)를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 상기 개구부는 하나 이상의 그레이트를 포함할 수 있으며, 이때 각 그레이트는 수직이다. 상기 개구부는 불규칙하거나 규칙적인 요소들(예를 들어, 일련의 병렬 슬롯들)의 모음일 수 있다. 상기 개구부는 또한 메쉬를 포함할 수 있는데, 이는 분할 두께(split-thickness)이거나 전체 두께이고, 평행한 행들에 있을 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 상기 개구부의 요소들(예를 들어, 메쉬, 적어도 하나의 슬롯, 적어도 하나의 구멍, 프릿, 다공성 물질, 또는 이들의 임의의 조합)은 임의의 원하는 두께일 수 있다. 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 상기 개구부는 약 0.25mm 내지 약 5mm 두께의 메쉬를 포함할 수 있다.In embodiments, the membrane support structure of the dynamic filtration module includes an opening. The opening may include, for example, a mesh, at least one slot, at least one hole, a frit, a porous material, or any combination thereof. For example, the opening may include a series of regularly or irregularly spaced elements (eg, a mesh, at least one slot, at least one hole, or any combination thereof). The opening may also include regularly spaced elements, for example, the opening may include a series of equally spaced parallel slots. Additionally, the opening may comprise a grate (eg, a series of regularly or irregularly spaced elements as described above). In another example, the opening may include one or more grates, where each grate is vertical. The opening may be a collection of irregular or regular elements (eg a series of parallel slots). The openings may also include a mesh, which may be split-thickness or full thickness, and may or may not be in parallel rows. The elements of the opening (eg, mesh, at least one slot, at least one hole, frit, porous material, or any combination thereof) may be of any desired thickness. For example, without intending to be limiting, the openings may include a mesh between about 0.25 mm and about 5 mm thick.

동적 여과 모듈의 멤브레인 지지 구조물에는 온도 제어 메커니즘이 포함되어 있다. 상기 온도 제어 메커니즘은 증발 냉각이 있을 때 약 4℃에서 약 37℃까지의 온도를 유지한다. 예를 들어, 항체를 정제하는 동안, 온도 제어 메커니즘은 15℃ 내지 37℃의 온도를 유지한다. 예시적인 온도 제어 메커니즘은 단일 루프 컨트롤러, 다중 루프 컨트롤러, 폐루프 컨트롤러, PID 컨트롤러, Peltier 소자, 저항 가열 요소, 및/또는 순환하는 물/프로필렌 글리콜 재킷이 있는 열척을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.The membrane support structure of the dynamic filtration module contains a temperature control mechanism. The temperature control mechanism maintains the temperature from about 4° C. to about 37° C. when there is evaporative cooling. For example, during antibody purification, a temperature control mechanism maintains a temperature between 15°C and 37°C. Exemplary temperature control mechanisms include, but are not limited to, single loop controllers, multiple loop controllers, closed loop controllers, PID controllers, Peltier elements, resistive heating elements, and/or thermal chucks with circulating water/propylene glycol jackets.

구현예들에서, 동적 여과 모듈의 적어도 하나의 지지 로드 또는 롤러는 정적 마찰 계수가 낮은 재료(예를 들어, PTFE, PFA)에서 유래된 기계적으로 평탄한 접촉 표면을 갖는다. 예를 들어, 정적 마찰 계수는 약 0.01 내지 약 0.1, 약 0.01 내지 약 0.05, 또는 약 0.05 내지 약 0.1 범위이다. 구체적인 예에서, 정적 마찰 계수는 0.04이다. 예를 들어, 동적 여과 모듈은 멤브레인 지지 구조물을 가로지르는 필터 멤브레인의 이동을 안정화하기 위해 기계적으로 평탄한 접촉 표면을 지닌 적어도 하나의 지지 로드 또는 롤러를 포함한다.In embodiments, at least one support rod or roller of the dynamic filtration module has a mechanically flat contact surface derived from a material with a low static coefficient of friction (eg, PTFE, PFA). For example, the static coefficient of friction ranges from about 0.01 to about 0.1, from about 0.01 to about 0.05, or from about 0.05 to about 0.1. In a specific example, the static friction coefficient is 0.04. For example, the dynamic filtration module includes at least one support rod or roller with a mechanically flat contact surface to stabilize the movement of the filter membrane across the membrane support structure.

구현예들에서, 동적 여과 모듈은 불균질 혼합물의 흐름을 조절하고, 불균질 혼합물을 필터 멤브레인의 표적 영역(예를 들어, 활성 표적 영역)에 분배하기 위한 적어도 하나의 출력 헤드를 포함한다. 예를 들어, 상기 적어도 하나의 출력 헤드는 튜브 또는 슬롯 다이(slot die)이다.In embodiments, the dynamic filtration module includes at least one output head for regulating the flow of the heterogeneous mixture and distributing the heterogeneous mixture to a target area (eg, an active target area) of the filter membrane. For example, the at least one output head is a tube or slot die.

일부 구현예에서, 동적 여과 모듈은 동축 출력 헤드, 별도의 단축 출력 헤드, 별도의 슬롯 다이 출력 헤드, 또는 여러 개의 개구부가 있는 슬롯 다이 출력 헤드를 통해 세척 버퍼를 공급하기 위한 적어도 하나의 추가 입력 라인을 추가로 포함한다.In some embodiments, the dynamic filtration module includes at least one additional input line for supplying wash buffer through a coaxial output head, a separate monoaxial output head, a separate slot die output head, or a slot die output head with multiple openings. additionally includes

일부 구현예에서, 동적 여과 모듈은 코팅 및 컨버팅 산업에 공지된 요소들, 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 능동 또는 수동 에지 가이드, 장력 조절장치(예를 들어, 댄서), 브레이크 및 장력 검출기, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.In some embodiments, the dynamic filtration module may include elements known in the coatings and converting industry, such as, but not intended to be limiting, active or passive edge guides, tension regulators (eg, dancers), brakes and tension detectors; or any combination thereof.

구현예들에서, 동적 여과 모듈은 필터 멤브레인의 활성 표적 영역에 걸쳐 부압을 적용하기 위해 멤브레인 지지 구조물과 연속되는 진공 시스템을 포함하며, 이때 상기 부압은 멤브레인 지지 구조물을 가로질러 필터 멤브레인의 능동 수송을 허용하고, 생물학적 생성물을 포함하는 여액의 수집을 가능하게 한다. 예를 들어, 동적 여과 모듈의 진공 시스템은 연속 여과를 위해 약 -0.05bar 내지 약 0.98bar의 게이지 압력을 유지한다.In embodiments, a dynamic filtration module includes a vacuum system in continuity with a membrane support structure to apply a negative pressure across an active target area of a filter membrane, wherein the negative pressure causes active transport of the filter membrane across the membrane support structure. and allow collection of filtrate containing biological products. For example, the vacuum system of the dynamic filtration module maintains a gauge pressure of about -0.05 bar to about 0.98 bar for continuous filtration.

구현예들에서, 동적 여과 모듈은 여액을 수집하도록 구성된 적어도 하나의 진공 수집 용기, 및 적어도 하나의 센서 또는 검출기를 추가로 포함한다. 본원에 기재된 측면에서, 동적 여과에 의한 정제 동안, 생물학적 생성물을 포함하는 여액은 부압 하에 약 50mL 내지 약 100L를 수집할 수 있는 진공 수집 용기로 공급된다. 예를 들어, 여액을 수집할 수 있는 진공 수집 용기는 약 1L 내지 약 10L이다. 다른 예에서, 여액을 수집할 수 있는 진공 수집 용기는 약 1L 내지 약 50L이다.In embodiments, the dynamic filtration module further includes at least one vacuum collection vessel configured to collect filtrate, and at least one sensor or detector. In aspects described herein, during purification by dynamic filtration, the filtrate comprising biological products is fed under negative pressure to a vacuum collection vessel capable of collecting about 50 mL to about 100 L. For example, a vacuum collection vessel capable of collecting filtrate is from about 1 L to about 10 L. In another example, the vacuum collection vessel capable of collecting the filtrate is from about 1 L to about 50 L.

구현예들에서, 동적 여과에 의해 불균질 혼합물로부터 큰 불순물(예를 들어, 세포, 세포 파편, 및 응집체)을 연속적으로 제거하는 공정은 기공 크기가 서로 다른 적어도 2개의 개별 압연 필터 멤브레인을 사용하는 다단계 여과를 포함한다. 예를 들어, 이러한 다단계 동적 여과 공정은 기공 크기가 작은(예를 들어, 0.2μm) 압연 필터 멤브레인을 갖는 적어도 하나의 제2 동적 여과 장치와 유체 소통하는 기공 크기가 큰(예를 들어, 0.45μm) 압연 필터 멤브레인을 갖는 적어도 하나의 제1 동적 여과 장치를 포함하며, 이로써 생물학적 생성물을 포함하는 여액이 생성된다.In embodiments, the process of continuously removing large impurities (e.g., cells, cell debris, and aggregates) from a heterogeneous mixture by dynamic filtration uses at least two separate rolled filter membranes of different pore sizes. It includes multi-stage filtration. For example, such a multi-stage dynamic filtration process includes a large pore size (eg, 0.2 μm) rolled filter membrane in fluid communication with at least one second dynamic filtration device having a small pore size (eg, 0.2 μm). ) at least one first dynamic filtration device having a rolled filter membrane, whereby a filtrate comprising biological products is produced.

본원에 기재된 공정은 용액을, 생물학적 생성물을 포함하는 적어도 하나의 분획을 포함하는 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 여액을 연속적으로 전달하는 것을 포함한다. 예를 들어, 용액을 2개 이상의 분획들로 분리하는 것은 생물학적 생성물을 포함하는 적어도 하나의 분획, 및 작은 불순물을 포함하는 적어도 하나의 다른 분획을 포함할 수 있다. 본원에 기재된 바와 같이, 상기 제1 모듈은 친화도 기반의 자성 정제 장치를 포함한다. "친화도 기반의 자성 정제 장치"는 선택적인 표면 고정 리간드가 정제할 생물학적 생성물을 인식하고 결합하는 분자 구조적 결합 상호작용(예를 들어, 리간드-수용체 상호작용)을 기반으로 하는 정제 기술을 지칭한다. 예를 들어, 제1 모듈은 적어도 하나의 제1 유입구와 적어도 하나의 제1 유출구를 가지며, 루프 컨베이어 시스템 또는 픽앤플레이스 로봇 시스템을 통해 제1 유입구와 제1 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된다.The process described herein involves continuously passing the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions comprising at least one fraction comprising a biological product. For example, separating a solution into two or more fractions may include at least one fraction comprising biological products, and at least one other fraction comprising minor impurities. As described herein, the first module includes an affinity-based magnetic purification device. "Affinity-based magnetic purification device" refers to a purification technology based on molecular structural binding interactions (e.g., ligand-receptor interactions) in which a selective surface-immobilized ligand recognizes and binds to the biological product to be purified. . For example, the first module has at least one first inlet and at least one first outlet, and allows continuous fluid flow between the first inlet and the first outlet via a loop conveyor system or a pick and place robotic system. It consists of

구현예들에서, 친화도 기반의 자성 정제 장치는 자성 수지 비드들의 현탁액을 추가로 포함한다. 자성 수지 비드들의 표면은, 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 항원 단백질, 단백질, 수용체, 항체, 또는 압타머와 연결되어 있다. 친화성 자성 수지 비드들로 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)을 연속적으로 정제하면 기존 친화성 컬럼 크로마토그래피(예를 들어, 단백질 A 친화성 크로마토그래피)의 번거로운 처리 단계들을 피할 수 있다.In embodiments, the affinity-based magnetic purification device further comprises a suspension of magnetic resin beads. The surface of the magnetic resin beads is linked to, for example and without limitation, protein A, protein G, protein L, antigenic protein, protein, receptor, antibody, or aptamer. Continuous purification of biological products (eg, monoclonal antibodies) with affinity magnetic resin beads avoids cumbersome processing steps of conventional affinity column chromatography (eg, Protein A affinity chromatography).

구현예들에서, 친화도 기반의 자성 정제 장치의 자성 수지 비드들의 직경은 약 0.2마이크론 내지 약 200마이크론이다. 상기 자성 수지 비드들의 직경은 정제되는 생물학적 생성물과 공정의 유속에 따라 달라질 수 있다. 또한, 상기 자성 수지 비드들의 농도는 0.01중량% 내지 25중량%의 범위에 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 자성 수지 비드들의 농도는 약 1중량% 내지 약 10중량%일 수 있다. 다른 예에서, 자성 수지 비드들의 결합 능력은 비드 농도, 표면적 대 부피 비율, 친화성 리간드 밀도, 또는 이들의 임의의 조합의 함수이다. 또 다른 예에서, 자성 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.In embodiments, the magnetic resin beads of the affinity-based magnetic purification device have a diameter of about 0.2 microns to about 200 microns. The diameter of the magnetic resin beads may vary depending on the biological product to be purified and the flow rate of the process. In addition, the concentration of the magnetic resin beads may be in the range of 0.01% by weight to 25% by weight. For example, the concentration of the magnetic resin beads may be about 1% by weight to about 10% by weight. In another example, the binding capacity of magnetic resin beads is a function of bead concentration, surface area to volume ratio, affinity ligand density, or any combination thereof. In another example, magnetic resin beads can be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

루프 컨베이어 시스템은, 예를 들어, 연속 또는 무한 루프를 지칭할 수 있다. 루프 컨베이어 시스템은 기존의 친화성 컬럼 크로마토그래피 시스템(예를 들어, 단백질 A 친화성 크로마토그래피)과 비교하여 더 작은 풋프린트를 허용하면서 공정을 통해 연속적이고 효율적으로 높은 유속으로 많은 양이 이동할 수 있다는 점에서 유리하다. 생물학적 생성물은 트랙에서 직접 운반되므로, 모든 크기의 규칙적이거나 불규칙한 모양의 물체들이 모두 수송용으로 구성될 수 있다. 일부 측면에서, 물체는 규칙적인 형상(예를 들어, 입방체, 직사각형 프리즘, 실린더, 및 원뿔)을 갖는 수송 용기이다.A loop conveyor system may refer, for example, to a continuous or endless loop. Loop conveyor systems can move large volumes continuously and efficiently at high flow rates through the process while allowing for a smaller footprint compared to conventional affinity column chromatography systems (e.g., Protein A affinity chromatography). advantageous in that Biological products are transported directly on the track, so regular or irregularly shaped objects of any size can be configured for transport. In some aspects, the object is a shipping container having a regular shape (eg, cube, rectangular prism, cylinder, and cone).

구현예들에서, 루프 컨베이어 시스템에는, 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 포함하는 여액을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 자성 수지 비드, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 자성 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 수송 용기들이 있다.In embodiments, a loop conveyor system includes continuously receiving a filtrate comprising a mixture comprising a biological product, followed by the resulting heterogeneous mixture comprising a biological product, magnetic resin beads, a buffer, or any combination thereof. There are at least two transport containers filled with magnetic resin beads configured to transport the

픽앤플레이스 로봇 시스템은, 예를 들어, 적어도 하나의 로봇 또는 로봇 팔을 지칭할 수 있다. 픽앤플레이스 로봇 시스템은 기존의 친화성 컬럼 크로마토그래피 시스템(예를 들어, 단백질 A 친화성 크로마토그래피)과 비교하여 더 작은 풋프린트를 허용하면서 공정을 통해 연속적이고 효율적으로 높은 유속으로 많은 양이 이동할 수 있다는 점에서 유리하다. 수송 용기에 포함된 생물학적 생성물은 집어서 놓기 때문에, 모든 크기의 규칙적인 모양의 물체들이 손잡이가 있거나 없는 상태에서 수송 및 적재용으로 구성될 수 있다. 일부 측면에서, 물체는 규칙적인 형상(예를 들어, 입방체, 및 직사각형 프리즘)을 갖는 수송 용기이다.A pick-and-place robotic system may refer to, for example, at least one robot or robotic arm. Pick-and-place robotic systems can move large volumes continuously and efficiently at high flow rates through the process while allowing for a smaller footprint compared to conventional affinity column chromatography systems (e.g., Protein A affinity chromatography). It is advantageous in that there is Since the biological product contained in the transport container is picked up and placed, regular shaped objects of all sizes, with or without handles, can be configured for transport and loading. In some aspects, the object is a shipping container having regular shapes (eg, cubes, and rectangular prisms).

구현예들에서, 픽앤플레이스 로봇 시스템에는, 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 포함하는 여액을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 자성 수지 비드, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 자성 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 수송 용기들이 있다.In embodiments, the pick-and-place robotic system includes continuously receiving a filtrate comprising a mixture comprising a biological product, followed by the resulting inhomogeneous material comprising the biological product, magnetic resin beads, buffer, or any combination thereof. There are at least two transport vessels filled with magnetic resin beads configured to transport the mixture.

친화도 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 2개의 수송 용기들 중 적어도 하나의 용기 내에서 세척을 가능하게 하기 위해 불균질 혼합물로부터 상기 자성 수지 비드들을 끌어당겨 분리하는 데 사용될 수 있는 적어도 하나의 외부 자기장을 추가로 포함한다. 또한, 상기 적어도 하나의 외부 자기장은 적어도 2개의 수송 용기들 중 적어도 하나 내에서 상기 생물학적 생성물의 용출을 가능하게 하기 위해 불균질 혼합물로부터 상기 자성 수지 비드들을 끌어당겨 분리하는 데 사용될 수 있다. 대안적으로, 상기 적어도 하나의 외부 자기장은 적어도 2개의 수송 용기들 중 적어도 하나의 용기 내에서 상기 자성 수지 비드들의 재활용을 가능하게 하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 자성 수지 비드들의 혼합은 켜짐(on) 상태와 꺼짐(off) 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에 적어도 하나의 수송 용기를 배치함으로써 달성될 수 있다.The affinity-based magnetic purification module includes at least one external magnetic field that can be used to attract and separate the magnetic resin beads from a heterogeneous mixture to enable cleaning within at least one of the at least two transport vessels. include additional Additionally, the at least one external magnetic field can be used to attract and separate the magnetic resin beads from a heterogeneous mixture to enable elution of the biological product within at least one of the at least two transport vessels. Alternatively, the at least one external magnetic field may be used to enable recycling of the magnetic resin beads within at least one of the at least two transport containers. For example, mixing of the magnetic resin beads can be achieved by placing the at least one transport container between two separate opposing magnetic fields that switch between an on state and an off state.

본원에 기재된 공정은 또한, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 상기 제2 모듈은 전하 기반의 자성 정제 장치를 포함한다. 본원에 사용된 바와 같은 "전하 기반의 자성 정제 장치"는, 예를 들어, 생물학적 분자를 이의 표면 전하, 이온 특성, 정전기적 상호작용, 또는 등전점에 기반하여 정제하는 것을 포함한다. 본원에 기재된 바와 같이, 전하 기반의 자성 정제 장치는 양전하 기반의 자성 정제 장치, 음전하 기반의 자성 정제 장치, 또는 이들의 조합을 포함한다. 예를 들어, 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구와 적어도 하나의 제2 유출구를 가지며, 루프 컨베이어 시스템 또는 픽앤플레이스 로봇 시스템을 통해 제2 유입구와 제2 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된다.The processes described herein also include a biological product from at least one first outlet of the first module into a second module having at least one inlet for receiving flow from the at least one first outlet of the first module. and continuously delivering the fraction to which the second module comprises a charge-based magnetic purification device. As used herein, "charge-based magnetic purification device" includes purifying a biological molecule based, for example, on its surface charge, ionic properties, electrostatic interactions, or isoelectric point. As described herein, charge-based magnetic purification devices include positive charge-based magnetic purification devices, negative charge-based magnetic purification devices, or combinations thereof. For example, the second module has at least one second inlet and at least one second outlet and allows continuous fluid flow between the second inlet and the second outlet via a loop conveyor system or pick and place robotic system. It consists of

구현예들에서, 전하 기반의 자성 정제 장치(예를 들어, 양전하 및/또는 음전하 기반의 자성 정제)는 자성 수지 비드들의 현탁액을 추가로 포함한다. 예를 들어, 자성 수지 비드들의 표면은 각각 양전하 기반의 자성 정제 또는 음전하 기반의 자성 정제를 가능하게 하기 위해 특정 pH 및 이온 강도에서 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 회합하도록 구성된 양이온성 또는 음이온성 작용기를 포함할 수 있다. 이온성 자성 수지 비드들로 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)을 연속적으로 정제하면 기존의 이온 교환 컬럼 크로마토그래피(예를 들어, 양이온 교환 또는 음이온 교환 크로마토그래피)의 번거로운 처리 단계들을 피할 수 있다.In embodiments, the charge-based magnetic purification device (eg, positive charge and/or negative charge-based magnetic purification) further comprises a suspension of magnetic resin beads. For example, the surface of the magnetic resin beads comprises cationic or anionic functional groups configured to selectively associate with the biological product at a specific pH and ionic strength to enable positive charge-based magnetic purification or negative charge-based magnetic purification, respectively. can do. Continuous purification of biological products (e.g., monoclonal antibodies) with ionic magnetic resin beads avoids cumbersome processing steps of conventional ion exchange column chromatography (e.g., cation exchange or anion exchange chromatography). .

구현예들에서, 전하 기반의 자성 정제 장치의 자성 수지 비드들의 직경은 약 0.2마이크론 내지 약 200마이크론이다. 상기 자성 수지 비드들의 직경은 정제되는 생물학적 생성물과 공정의 유속에 따라 달라질 수 있다. 또한, 상기 자성 수지 비드들의 농도는 0.01중량% 내지 25중량%의 범위에 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 자성 수지 비드들의 농도는 약 1중량% 내지 약 10중량%일 수 있다. 다른 예에서, 자성 수지 비드들의 전하 또는 정전기적 회합 용량은 비드 농도, 표면적 대 부피 비율, 표면 전하 밀도, 순 전하, 또는 이들의 임의의 조합의 함수이다. 또 다른 예에서, 자성 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.In embodiments, the magnetic resin beads of the charge-based magnetic purification device have a diameter of about 0.2 microns to about 200 microns. The diameter of the magnetic resin beads may vary depending on the biological product to be purified and the flow rate of the process. In addition, the concentration of the magnetic resin beads may be in the range of 0.01% by weight to 25% by weight. For example, the concentration of the magnetic resin beads may be about 1% by weight to about 10% by weight. In another example, the charge or electrostatic association capacity of magnetic resin beads is a function of bead concentration, surface area to volume ratio, surface charge density, net charge, or any combination thereof. In another example, magnetic resin beads can be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

루프 컨베이어 시스템은, 예를 들어, 연속 또는 무한 루프를 지칭할 수 있다. 루프 컨베이어 시스템은 기존의 이온 교환 컬럼 크로마토그래피 시스템과 비교하여 더 작은 풋프린트를 허용하면서 공정을 통해 연속적이고 효율적으로 높은 유속으로 많은 양이 이동할 수 있다는 점에서 유리하다. 생물학적 생성물은 트랙에서 직접 운반되므로, 모든 크기의 규칙적이거나 불규칙한 모양의 물체들이 모두 수송용으로 구성될 수 있다. 일부 측면에서, 물체는 규칙적인 형상(예를 들어, 입방체, 직사각형 프리즘, 실린더, 및 원뿔)을 갖는 수송 용기이다.A loop conveyor system may refer, for example, to a continuous or endless loop. Loop conveyor systems are advantageous in that they can move large volumes continuously and efficiently at high flow rates through the process while allowing a smaller footprint compared to conventional ion exchange column chromatography systems. Biological products are transported directly on the track, so regular or irregularly shaped objects of any size can be configured for transport. In some aspects, the object is a shipping container having a regular shape (eg, cube, rectangular prism, cylinder, and cone).

구현예들에서, 루프 컨베이어 시스템에는, 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 자성 수지 비드, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 자성 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 수송 용기들이 있다.In embodiments, a loop conveyor system is configured to continuously receive a mixture comprising a biological product and then transport the resulting heterogeneous mixture comprising the biological product, magnetic resin beads, buffer, or any combination thereof. There are at least two transport containers filled with magnetic resin beads.

픽앤플레이스 로봇 시스템은, 예를 들어, 적어도 하나의 로봇 또는 로봇 팔을 지칭할 수 있다. 픽앤플레이스 로봇 시스템은 기존의 이온 교환 크로마토그래피 시스템과 비교하여 더 작은 풋프린트를 허용하면서 공정을 통해 연속적이고 효율적으로 높은 유속으로 많은 양이 이동할 수 있다는 점에서 유리하다. 수송 용기에 포함된 생물학적 생성물은 집어서 놓기 때문에, 모든 크기의 규칙적인 모양의 물체들이 손잡이가 있거나 없는 상태에서 수송 및 적재용으로 구성될 수 있다. 일부 측면에서, 물체는 규칙적인 형상(예를 들어, 입방체, 및 직사각형 프리즘)을 갖는 수송 용기이다.A pick-and-place robotic system may refer to, for example, at least one robot or robotic arm. Pick-and-place robotic systems are advantageous in that they can move large quantities continuously and efficiently at high flow rates through the process while allowing a smaller footprint compared to conventional ion exchange chromatography systems. Since the biological product contained in the transport container is picked up and placed, regular shaped objects of all sizes, with or without handles, can be configured for transport and loading. In some aspects, the object is a shipping container having regular shapes (eg, cubes, and rectangular prisms).

구현예들에서, 픽앤플레이스 로봇 시스템에는, 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 포함하는 여액을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 자성 수지 비드, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 자성 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 수송 용기들이 있다.In embodiments, the pick-and-place robotic system includes continuously receiving a filtrate comprising a mixture comprising a biological product, followed by the resulting inhomogeneous material comprising the biological product, magnetic resin beads, buffer, or any combination thereof. There are at least two transport vessels filled with magnetic resin beads configured to transport the mixture.

전하 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 2개의 수송 용기들 중 적어도 하나의 용기 내에서 세척을 가능하게 하기 위해 불균질 혼합물로부터 상기 자성 수지 비드들을 끌어당겨 분리하는 데 사용될 수 있는 적어도 하나의 외부 자기장을 추가로 포함한다. 또한, 상기 적어도 하나의 외부 자기장은 적어도 2개의 수송 용기들 중 적어도 하나의 용기 내에서 상기 생물학적 생성물의 해리 및 수집을 가능하게 하기 위해 불균질 혼합물로부터 상기 자성 수지 비드들을 끌어당겨 분리하는 데 사용될 수 있다. 대안적으로, 상기 적어도 하나의 외부 자기장은 적어도 2개의 수송 용기들 중 적어도 하나의 용기 내에서 상기 자성 수지 비드들의 재활용을 가능하게 하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 자성 수지 비드들의 혼합은 켜짐(on) 상태와 꺼짐(off) 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에 적어도 하나의 수송 용기를 배치함으로써 달성될 수 있다.The charge-based magnetic purification module adds at least one external magnetic field that can be used to attract and separate the magnetic resin beads from a heterogeneous mixture to enable cleaning within at least one of the at least two transport vessels. to include Additionally, the at least one external magnetic field can be used to attract and separate the magnetic resin beads from a heterogeneous mixture to enable dissociation and collection of the biological product within at least one of the at least two transport vessels. there is. Alternatively, the at least one external magnetic field may be used to enable recycling of the magnetic resin beads within at least one of the at least two transport containers. For example, mixing of the magnetic resin beads can be achieved by placing the at least one transport container between two separate opposing magnetic fields that switch between an on state and an off state.

본원에 기재된 구현예들에서, 제1(친화도 기반의 자성 정제) 및/또는 제2(전하 기반의 자성 정제) 모듈(들) 중 하나 또는 둘 다의 자성 수지 비드들은 재활용 및 재사용된다. 예를 들어, 상기 비드들은 생물학적 생성물을 정제하기 위해 적어도 2회, 3회, 4회, 또는 그 이상 재사용될 수 있다.In embodiments described herein, the magnetic resin beads of one or both of the first (affinity-based magnetic purification) and/or second (charge-based magnetic purification) module(s) are recycled and reused. For example, the beads can be reused at least 2, 3, 4, or more times to purify a biological product.

대안적으로, 본원에 기재된 공정은 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 상기 제2 모듈은 자유 흐름 전기영동 장치를 포함한다. 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 수성 이온 용액을 갖는 자유 흐름 전기영동 장치는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)을 정제하기 위한 전하 기반의 자성 정제 모듈(들) 대신에 또는 이에 추가하여 사용될 수 있다.Alternatively, the processes described herein may direct the biological product from at least one first outlet of a first module to a second module having at least one inlet for receiving the flow from the at least one first outlet of the first module. wherein the second module comprises a free flow electrophoresis device. A free flow electrophoresis device having a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient orthogonal to the direction of fluid flow, and an aqueous ionic solution is a charge for purifying a biological product (e.g., a monoclonal antibody). based magnetic purification module(s) may be used in place of or in addition to it.

예를 들어, 2개의 병렬판들의 용액 접촉 표면은 유리, 세라믹, 플라스틱, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 예에서, 수성 이온 용액은 주 분리 채널을 가로질러 pH 구배를 발생시킬 수 있다. 다른 예에서, 수성 이온 용액은 주 분리 채널을 가로질러 일정한 pH를 부여할 수 있다.For example, the solution contacting surfaces of the two parallel plates include glass, ceramic, plastic, or any combination thereof. In some instances, an aqueous ionic solution may generate a pH gradient across the main separation channel. In another example, an aqueous ionic solution may impart a constant pH across the main separation channel.

구현예들에서, 자유 흐름 전기영동 장치에는 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 pH 구배를 포함하는 적어도 하나의 유체 소자가 있다. 예를 들어, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 대략적인 pH 구배(예를 들어, 대략적인 pH 구배는 약 2 내지 약 10의 pH 범위일 수 있음)를 포함하는 적어도 하나의 제1 유체 소자; 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 미세한 pH 구배(예를 들어, 미세한 pH 구배는 약 5 내지 약 8의 pH 범위일 수 있음)를 포함하는 적어도 하나의 제2 유체 소자를 포함한다. 예를 들어, 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하는 추가의 후속 유체 소자들 또는 칩들을 사용하여 주 분리 채널을 가로지르는 pH 구배를 추가로 리파이닝(refining)할 수 있다(예를 들어, 약 7.1 내지 약 7.6의 pH 범위).In embodiments, a free flow electrophoresis device has at least one fluid element comprising a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a pH gradient. For example, an isoelectric point-based fluid purification module may have a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and an approximate pH gradient across the main separating channel (eg, the approximate pH gradient may range from about 2 to about 10) at least one first fluid element; and a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a fine pH gradient across the main separating channel (e.g., the fine pH gradient is a pH of about 5 to about 8). and at least one second fluid element including a range). For example, adding a pH gradient across the main separation channel using additional subsequent fluidic devices or chips comprising a fluidic channel created between two parallel plates and an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow. (e.g., pH range of about 7.1 to about 7.6).

다른 구현예에서, 자유 흐름 전기영동 장치는 띠전기영동 또는 전하 분리 작동 모드에서 작동하기 위해 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하고, pH 구배가 없는(예를 들어, 주 분리 채널에서 일정한 pH) 적어도 하나의 유체 소자가 있다. 예를 들어, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 일정한 염기성 pH(예를 들어, pH 7 초과)를 포함하는 적어도 하나의 제1 유체 소자; 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 일정한 산성 pH(예를 들어, pH 7 미만)를 포함하는 적어도 하나의 제2 유체 소자를 포함한다.In another embodiment, a free flow electrophoretic device comprises an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow and a fluid channel created between two parallel plates for operating in a zeolite electrophoresis or charge separation mode of operation, wherein the pH There is at least one fluidic element with no gradient (eg, constant pH in the main separation channel). For example, an isoelectric point-based fluid purification module includes a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient orthogonal to the direction of fluid flow, and a constant basic pH (e.g., greater than pH 7). at least one first fluid element; and at least one second fluid element comprising a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a constant acidic pH (eg, less than pH 7). .

다른 구현예에서, 자유 흐름 전기영동 장치에는 등속 전기영동 작동 모드로 작동하기 위해 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 스페이서 용액(예를 들어, NaCl 용액)에 의해 분리되어 있는 산성 pH 구배 및 염기성 pH 구배 둘 모두를 포함하는 적어도 하나의 유체 소자가 있다.In another embodiment, a free flow electrophoretic device includes a fluid channel created between two parallel plates to operate in an isokinetic electrophoretic mode of operation, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a spacer solution (e.g. , NaCl solution) and at least one fluidic element comprising both an acidic pH gradient and a basic pH gradient.

다른 구현예에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하는 적어도 하나의 제1 자유 흐름 전기영동 장치, 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하는 적어도 하나의 제2 자유 흐름 전기영동 장치를 포함하며, 이때 각각의 소자는 직렬로 연결되어 있고, 정제를 가능하게 하는 독립적인 작동 모드에서 작동할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 제1 자유 흐름 전기영동 장치는 등전 집속 모드에서 작동할 수 있고, 적어도 하나의 제2 자유 흐름 전기영동 장치는 등속 전기영동 모드에서 작동하여 분리 분해능을 높일 수 있다.In another embodiment, the isoelectric point-based fluid purification module includes at least one first free flow electrophoresis device comprising a fluid channel created between two parallel plates and an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and 2 at least one second free flow electrophoretic device comprising a fluid channel created between two parallel plates and an electric field or electric field gradient orthogonal to the direction of fluid flow, wherein each element is connected in series; can operate in an independent operating mode that enables For example, at least one first free-flow electrophoresis device may operate in an isoelectric focusing mode and at least one second free-flow electrophoresis device may operate in an isokinetic mode to increase separation resolution.

다른 구현예에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 규정된 단방향 힘을 유도할 수 있는 적어도 하나의 유전영동 전극을 갖는 유체 채널을 포함하는 적어도 하나의 제1 유체 소자; 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 대략적인 pH 구배(예를 들어, 약 2 내지 약 10의 pH 범위)를 포함하는 적어도 하나의 제2 자유 흐름 전기영동 장치; 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 미세한 pH 구배(예를 들어, 약 5 내지 약 8의 pH 범위)를 포함하는 적어도 하나의 제3 자유 흐름 전기영동 장치를 포함한다. 예를 들어, 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하는 추가의 후속 유체 소자들 또는 칩들을 사용하여 주 분리 채널을 가로지르는 pH 구배를 추가로 리파이닝(refining)할 수 있다(예를 들어, 약 7.1 내지 약 7.6의 pH 범위).In another embodiment, an isoelectric based fluid purification module includes at least one first fluid element comprising a fluid channel having at least one dielectrophoretic electrode capable of inducing a defined unidirectional force; A fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and an approximate pH gradient across the main separating channel (e.g., in the pH range of about 2 to about 10). at least one second free flow electrophoresis device comprising; and a fluid channel created between the two parallel plates, an electric field or electric field gradient orthogonal to the direction of fluid flow, and a fine pH gradient (e.g., in the pH range of about 5 to about 8) across the main separating channel. and at least one third free flow electrophoresis device. For example, adding a pH gradient across the main separation channel using additional subsequent fluidic devices or chips comprising a fluidic channel created between two parallel plates and an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow. (e.g., pH range of about 7.1 to about 7.6).

구현예들에서, 등전점 기반 유체 정제 장치는 양극 또는 음극으로서 기능하기 위해 적어도 2개의 전극들(예를 들어, 백금선 전극)을 추가로 포함한다.In embodiments, the isoelectric point-based fluid purification device further includes at least two electrodes (eg, a platinum wire electrode) to function as an anode or cathode.

구현예들에서, 등전점 기반 유체 정제 장치 내의 배압(backpressure)은 채널 형상 및 치수, 유입구 및 유출구 개구부 및/또는 튜빙(tubing) 직경, 및 입력 유속(input flow rate)에 따라 달라진다. 예를 들어, 상기 배압은 약 0.5psi 내지 약 10psi 범위이다. 일부 예에서, 상기 배압은, 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 니들 밸브에 의해 제어된다.In embodiments, backpressure within an isoelectric point-based fluid purification device depends on channel shape and dimensions, inlet and outlet openings and/or tubing diameters, and input flow rate. For example, the back pressure ranges from about 0.5 psi to about 10 psi. In some examples, the back pressure is controlled by, for example, without intending to limit, a needle valve.

구현예들에서, 등전점 기반 유체 정제 장치는 인가 전압 하에 전극 채널에서 발생하는 O2 및 H2 가스 기포를 연속적으로 제거하기 위한 적어도 하나의 기포 제거 시스템을 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 전기분해 기포를 제거하는 것은 실질적으로 오랜 기간 동안 연속적인 작동을 가능하게 하는 데 필수적이다. 예를 들어, 기포 제거 시스템은 소수성 PTFE 멤브레인을 이용하여, 진공 시스템으로의 노출에 의해 발생 지점에서 전기분해 기포를 지속적으로 제거할 수 있는 전극 채널 위에 방수 밀봉부를 생성한다. 예를 들어, 진공 게이지 압력은 약 -0.05bar 내지 약 -0.4bar 범위이다.In embodiments, the isoelectric point-based fluid purification device further includes at least one bubble removal system for continuously removing O 2 and H 2 gas bubbles generated in the electrode channel under an applied voltage. In some embodiments, the removal of electrolysis bubbles is essential to enable continuous operation for substantially long periods of time. For example, a bubble removal system uses a hydrophobic PTFE membrane to create a watertight seal over an electrode channel that can continuously remove electrolytic bubbles at the point of origin by exposure to a vacuum system. For example, the vacuum gauge pressure ranges from about -0.05 bar to about -0.4 bar.

구현예들에서, 등전점 기반 유체 정제 장치는 온도 제어 및 주울 열방산을 가능하게 하도록 능동 냉각 시스템 또는 히트 싱크(예를 들어, Peltier 소자, 순환하는 물/프로필렌 글리콜 재킷이 있는 열척)를 추가로 포함한다. 예를 들어, 능동 냉각 시스템은 약 4℃ 내지 약 50℃, 바람직하게는 약 4℃ 내지 약 37℃의 범위에서 냉각 및/또는 열방산을 제어할 수 있다. 이상적으로는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)을 분리할 때, 온도는 약 10℃ 내지 약 25℃로 유지된다. 예를 들어, 능동 냉각 시스템은 냉각된 순환하는 물/프로필렌 글리콜 재킷을 포함하는 알루미늄 열척을 포함한다.In embodiments, the isoelectric point-based fluid purification device further includes an active cooling system or heat sink (e.g., a Peltier element, a thermal chuck with a circulating water/propylene glycol jacket) to enable temperature control and Joule heat dissipation. do. For example, the active cooling system can control cooling and/or heat dissipation in the range of about 4°C to about 50°C, preferably about 4°C to about 37°C. Ideally, the temperature is maintained between about 10° C. and about 25° C. when isolating biological products (eg, monoclonal antibodies). For example, an active cooling system includes an aluminum thermal chuck with a cooled circulating water/propylene glycol jacket.

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 버퍼 또는 양쪽성 전해질 시스템을 포함한다.In embodiments, an isoelectric point based fluid purification module includes at least one buffer or amphoteric electrolyte system.

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 전극 용액을 포함한다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 전극 용액은, 예를 들어, 각각 인산 및 수산화나트륨과 같은 양극 또는 음극과 접촉하여 적절한 기능을 가능하게 하도록 구성된 전해질 용액을 포함한다. 다른 구현예에서, 적어도 하나의 전극 용액은 주 분리 채널, 양극 채널, 및 음극 채널을 통해 흐르는 예를 들어, Tris 완충 식염수와 같은, 양극 또는 음극과 접촉하여 적절한 기능을 가능하게 하도록 구성된 적어도 하나의 양쪽성 전해질 용액을 포함한다.In embodiments, an isoelectric point based fluid purification module includes at least one electrode solution. In some embodiments, the at least one electrode solution comprises an electrolyte solution configured to enable proper functioning in contact with an anode or cathode, for example phosphoric acid and sodium hydroxide, respectively. In another embodiment, at least one electrode solution is configured to contact the anode or cathode to enable proper function, such as Tris buffered saline, flowing through the main separator channel, the anode channel, and the cathode channel. Contains an amphoteric electrolyte solution.

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 센서 또는 검출기를 포함한다. 예를 들어, 적어도 하나의 센서 또는 검출기는 인라인으로 배치된다. 일부 예에서, 적어도 하나의 센서 또는 검출기는 유동 센서, 온도 센서, 전도도 센서, pH 센서, 굴절률 검출기, UV 검출기, 또는 배압 센서를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.In embodiments, an isoelectric based fluid purification module includes at least one sensor or detector. For example, at least one sensor or detector is arranged in-line. In some examples, the at least one sensor or detector includes, but is not limited to, a flow sensor, temperature sensor, conductivity sensor, pH sensor, refractive index detector, UV detector, or back pressure sensor.

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 액체 회로 차단기를 포함하거나, 상기 장치의 다운스트림과 적어도 하나의 인라인 센서 또는 검출기의 업스트림을 단절하여 무전압 용액에서 감지 또는 검출을 수행할 수 있도록 한다.In embodiments, an isoelectric point-based fluid purification module includes at least one liquid circuit breaker or disconnects downstream of the device and upstream of at least one in-line sensor or detector to perform sensing or detection in a voltage-free solution. make it possible

현재 청구된 공정은, 예를 들어, 단백질 또는 이의 단편(폴리펩티드), 항체 또는 이의 단편, 사이토카인, 케모카인, 효소, 또는 성장 인자와 같은 생물학적 생성물을 정제하기 위한 현재의 다운스트림 방법들 및 공정들에 비해 많은 이점을 제공한다. 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 본원에 기재된 공정은, 처리량과 수율을 유지하면서, 배치식, 단일 사용, 또는 반연속 단클론 항체를 제조하는 기존 접근 방식과 비교할 때, 생산 시설 풋프린트, 시설 구축 및 검증에 필요한 시간, 시설 구축과 관련된 비용, 및 자본 설비 지출을 크게 줄이는 단클론 항체를 정제하기 위한 연속적인 바이오프로세스를 제공한다. 본원에 기재된 바와 같은 연속 바이오프로세싱은, 연속적으로 작동할 수 있는 능력으로 인해, 기존 다운스트림 바이오프로세싱의 배치식 원심분리, 심층 여과, 및 컬럼 크로마토그래피 단계들에 필요한 대형 공정 장비 - 이의 크기는 큰 생물반응기 부피에 좌우됨 -가 필요하지 않기 때문에 더 작고 간소화된 장비(예를 들어, 더 작은 생물반응기 부피 및 다운스트림 바이오프로세스 장비)를 사용할 수 있도록 한다. 또한, 연속적으로 작동하는 더 작고 간소화된 장비는 정상 상태에서 단클론 항체를 생산하는 훨씬 더 작은 생물반응기(들)를 사용할 수 있도록 한다. 본원에 기재된 바와 같은 연속 바이오프로세스는 또한, 기존의 단클론 항체 제조 접근법과 비교할 때 운영 비용, 전체 바이오프로세스 라인 중단 시간, 및 생물학적 생성물 손실을 현저히 줄일 수 있다. 마지막으로, 생물학적 생성물을 정제하기 위한 본원에 기재된 공정은 킬로그램/년 기준으로 제품 처리량 또는 수율을 희생하지 않고도 현재 기술보다 훨씬 적은 평방 피트를 차지하는 풋프린트를 갖는 시스템에서 수행된다.The presently claimed process is compatible with current downstream methods and processes for purifying biological products such as, for example, proteins or fragments thereof (polypeptides), antibodies or fragments thereof, cytokines, chemokines, enzymes, or growth factors. It offers many advantages over For example, without intending to be limiting, the processes described herein can reduce production facility footprint, facility build-up, when compared to existing approaches to making batch, single use, or semi-continuous monoclonal antibodies while maintaining throughput and yield. and a continuous bioprocess for purifying monoclonal antibodies that significantly reduces the time required for validation, costs associated with facility construction, and capital equipment expenditure. Continuous bioprocessing as described herein, due to its ability to operate continuously, is the large process equipment required for the batch centrifugation, depth filtration, and column chromatography steps of existing downstream bioprocessing - its size is large. Dependent on bioreactor volume - allows the use of smaller and streamlined equipment (eg, smaller bioreactor volume and downstream bioprocess equipment) as it is not required. Additionally, smaller and streamlined equipment that operates continuously allows the use of much smaller bioreactor(s) that produce monoclonal antibodies at steady state. A continuous bioprocess as described herein can also significantly reduce operating costs, overall bioprocess line downtime, and biological product loss when compared to existing monoclonal antibody manufacturing approaches. Finally, the processes described herein for purifying biological products are performed in systems having a footprint that occupies significantly fewer square feet than current technologies without sacrificing product throughput or yield on a kilograms per year basis.

본원에 기재된 공정 및 방법의 이점은 멤브레인 오염 또는 폐색 없이 큰 불순물(예를 들어, 세포, 세포 파편, 및 응집체)을 제거하는 능력을 포함한다. 멤브레인 오염은 불균질 혼합물이 멤브레인 표면 상에 또는 멤브레인 기공들 내에 침착되어 시간이 지남에 따라 멤브레인의 성능이 감소하여 기존 여과 시스템의 활용에 큰 제한을 가하는 과정을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 기존의 여과 또는 접선 유동 여과 시스템을 사용하여 세포 배양 배지로부터 세포, 세포 파편, 및 응집체를 정화하는 것은 통상적으로 필터 멤브레인의 오염 또는 폐색을 초래하여, 이러한 방법이 장기간의 연속 공정을 통해 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거하는 수단으로 적합하지 않게 만든다. 이와 달리, 본원에 기재된 동적 여과 장치는 필터 멤브레인의 활성 표적 영역이 지속적으로 새로워지기 때문에, 멤브레인을 오염시키지 않으면서, 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거할 수 있도록 한다.Advantages of the processes and methods described herein include the ability to remove large impurities (eg, cells, cell debris, and aggregates) without membrane fouling or clogging. Membrane fouling can refer to a process in which a heterogeneous mixture is deposited on the membrane surface or within the membrane pores, resulting in a decrease in performance of the membrane over time, greatly limiting the utility of existing filtration systems. For example, clarification of cells, cell debris, and aggregates from cell culture media using conventional filtration or tangential flow filtration systems typically results in fouling or blockage of the filter membrane, making such methods unsuitable for long-term continuous processes. making it unsuitable as a means for the continuous removal of large impurities from heterogeneous mixtures containing biological products through In contrast, the dynamic filtration devices described herein enable continuous removal of large impurities from heterogeneous mixtures containing biological products without fouling the membranes, as the active target area of the filter membrane is continuously renewed.

추가로, 생물학적 생성물을 생산하고 정제하는 전체 공정이 연속적일 수 있고, 전체 공정에 걸쳐 약 0.1mL/분 내지 약 50mL/분(예를 들어, 약 5mL/분 내지 약 10mL/분) 범위의 유속을 유지할 수 있기 때문에, 공정 장비 및 전체 공정 풋프린트는 킬로그램/년 기준으로 제품 처리량 또는 수율을 희생하지 않고도 현재 표준 공정보다 훨씬 더 작은 풋프린트를 차지할 수 있다. 예를 들어, 본원에 기재된 단클론 항체를 생산 및 정제하는 공정은 최대 약 30,000평방피트를 차지하는 풋프린트에서 작동된다. 이와 달리, 현재의 단클론 항체 생산 및 다운스트림 공정에는 최소 200,000평방피트가 필요하다. 예를 들어, 생물학적 생성물을 정제하는 공정의 유속은 약 1mL/분 내지 약 10mL/분 범위이다. 일부 예에서, 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거하는 단계의 유속은 약 0.1mL/분 내지 약 50mL/분 범위이다. 다른 예에서, 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거하는 단계의 유속은 생물반응기 배출 라인으로부터의 유속과 동일하다. 다른 예에서, 여액을 제1 모듈로 연속적으로 전달하는 단계의 유속이 약 0.1mL/분 내지 약 50mL/분의 범위에 있는 공정이 제공된다. 또 다른 예에서, 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 제1 유출구로부터 제2 모듈로 연속적으로 전달하는 단계의 유속이 약 0.1mL/분 내지 약 50mL/분의 범위에 있는 공정이 제공된다.Additionally, the entire process of producing and purifying the biological product may be continuous, with a flow rate ranging from about 0.1 mL/min to about 50 mL/min (eg, from about 5 mL/min to about 10 mL/min) throughout the process. can be maintained, the process equipment and overall process footprint can occupy a much smaller footprint than current standard processes without sacrificing product throughput or yield on a kilogram/year basis. For example, the processes for producing and purifying monoclonal antibodies described herein operate in footprints occupying up to about 30,000 square feet. In contrast, current monoclonal antibody production and downstream processing require at least 200,000 square feet. For example, the flow rate of a process to purify a biological product ranges from about 1 mL/min to about 10 mL/min. In some instances, the flow rate of the step of continuously removing large impurities from the heterogeneous mixture ranges from about 0.1 mL/min to about 50 mL/min. In another example, the flow rate of the step of continuously removing large impurities from the heterogeneous mixture is equal to the flow rate from the bioreactor discharge line. In another example, a process is provided wherein the flow rate of the step of continuously delivering the filtrate to the first module ranges from about 0.1 mL/min to about 50 mL/min. In another example, a process is provided wherein the flow rate of the step of continuously transferring a fraction comprising biological products from the first outlet to the second module ranges from about 0.1 mL/min to about 50 mL/min.

본원에 기재된 자성 수지 비드(예를 들어, 자성 아가로스)를 이용하는 공정 및 방법의 중요한 이점은, 이러한 시스템이 살균, 재활용, 및/또는 재생을 위해 기존의 고정상 또는 패킹된 수지 컬럼(예를 들어, 표준 크로마토그래피용)을 필요로 하지 않는다는 점을 포함한다. 예를 들어, 이러한 시스템은 작동 중에 자성 수지 비드들의 무한한 표면적을 생성하기 위해 자성 수지 비드들의 재활용 및/또는 재생을 제공하고, 결과적으로 연속적이고 비용 효율적인 방법을 제공한다. 환언하면, 본원에 기재된 모듈은 고정된 결합 또는 회합 능력을 갖지 않는다. 구체적인 예로, 본원에 기재된 바와 같은 생물학적 생성물의 정제 동안 사용되는 자성 수지 비드들은 지속적으로 재활용 및 재생되므로, 생물반응기 배출 라인으로부터의 흐름을 중단하지 않고 동적 여과 모듈 또는 정제 모듈 중 어느 하나에서 이전 단계의 흐름을 수용할 수 있다.An important advantage of the processes and methods using magnetic resin beads (eg, magnetic agarose) described herein is that such systems can be used in existing stationary phase or packed resin columns (eg, magnetic agarose) for sterilization, recycling, and/or regeneration. , for standard chromatography). For example, such a system provides recycling and/or regeneration of magnetic resin beads to create an infinite surface area of magnetic resin beads during operation, resulting in a continuous and cost effective method. In other words, the modules described herein do not have fixed binding or association capabilities. In a specific example, magnetic resin beads used during the purification of a biological product as described herein are continuously recycled and regenerated, such that the flow from the bioreactor discharge line is not interrupted in either the dynamic filtration module or the purification module from the previous step. flow can be accommodated.

환언하면, 본 발명에 기재된 모듈은 이러한 단계들을 연속적으로 거치기 때문에, 실행 후 살균, 재생, 및/또는 재활용을 위해 유휴 상태로 둘 필요가 없다. 상기 방법은, 현재의 컬럼 크로마토그래피 방법이 수지 패킹 제약으로 인해 한정된 컬럼 용량 한계를 가지므로, 연속 입력 흐름을 수용하고 전체 용량에 도달한 컬럼의 재생 및/또는 재활용을 가능하게 하려면 여러 개의 패킹된 컬럼들의 컬럼 전환이 필요하다는 점에서 현재의 연속 크로마토그래피 방법과 다르다. 본원에 기재된 방법의 또 다른 이점은 자성 수지 비드들이 고정상으로 패킹되지 않고, 오히려 자성 수지 비드들이 이동한다는 점을 포함한다. 이러한 비드들의 이동성은, 실질적으로 더 많은 자성 수지 비드 표면이 노출되어 자유롭게 결합할 수 있으므로 결합 또는 회합에 사용할 수 있는 수지 비드들의 표면적을 증가시킨다. 추가로, 패킹된 컬럼 내의 수지 비드들은 컬럼을 통과하는 흐름을 생성하기 위해 높은 압력 차이에 노출되는데, 이로 인한 손상이 컬럼을 원하는 수명보다 단축시키는 이유 중 하나이다. 현재 기재된 발명의 이동성 수지 비드들은 실질적으로 더 낮은 압력을 받게 되어 깨지기 쉬운 비드들에게 훨씬 더 부드럽기 때문에 수명을 연장시킨다. 추가로, 이러한 이동성으로 인해 자성 수지 비드들이 재생 완료되고 이들의 초기 상태로 돌아갈 가능성이 높아진다. 이는 자성 수지가 보다 효율적으로 이용되기 때문에 본원에 기재된 방법의 비용 효율성을 추가로 높인다.In other words, because the modules described in the present invention pass through these steps sequentially, they do not need to be left idle for sterilization, regeneration, and/or recycling after execution. The method requires several packed layers to accommodate a continuous input flow and enable regeneration and/or recycling of columns that have reached full capacity, as current column chromatography methods have limited column capacity limitations due to resin packing constraints. It differs from current continuous chromatography methods in that column switching of columns is required. Another advantage of the method described herein includes that the magnetic resin beads do not pack into the stationary phase, but rather the magnetic resin beads move. The mobility of these beads increases the surface area of the resin beads available for bonding or association since substantially more of the surface of the magnetic resin beads is exposed and free to bond. Additionally, the resin beads within the packed column are exposed to high pressure differentials to create flow through the column, which damage is one of the reasons the column shortens its desired life. The mobile resin beads of the presently described invention are subjected to substantially lower pressures and therefore are much softer to the fragile beads, thereby extending their lifespan. Additionally, this mobility increases the possibility that the magnetic resin beads will complete regeneration and return to their initial state. This further increases the cost effectiveness of the methods described herein because the magnetic resin is utilized more efficiently.

본원에 기재된 자유 흐름 전기영동을 이용하는 공정 및 방법의 중요한 이점은, 이 시스템이 "생성물 손실 없는" 공정을 나타낸다는 점, 즉, 분리가 수용액 내에서 표적 생물학적 생성물의 물리화학적 특성에 따라 전기장과의 상호작용을 통해 발생하기 때문에 생성물이 수지 또는 다른 정제 모이어티와 상호작용할 필요가 없다는 점이다. 기존의 이온 교환 크로마토그래피와 비교하여 이론적으로 더 높은 순도의 제품을 얻을 수 있기 때문에, 이 접근법의 분해능에서 또 다른 이점이 관찰된다. 추가로, 본질적인 물리화학적 특성에 기반한 분리는, 단백질 또는 이의 단편(폴리펩티드), 항체 또는 이의 단편, 사이토카인, 케모카인, 효소, 성장 인자, 올리고뉴클레오티드, 바이러스, 아데노바이러스, 아데노 관련 바이러스(AAV), 또는 렌티바이러스를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 다양한 생물학적 생성물들의 정제를 위한 이러한 접근법의 유용성을 확장시킨다.An important advantage of the processes and methods using free flow electrophoresis described herein is that the system exhibits a “product loss free” process, i.e., the separation is dependent on the physicochemical properties of the target biological product in an aqueous solution and is dependent on the electrical field. The point is that the product does not have to interact with the resin or other purifying moiety because it occurs via interaction. Another advantage is observed in the resolution of this approach, as compared to conventional ion exchange chromatography, theoretically a higher purity product can be obtained. In addition, separation based on intrinsic physiochemical properties may be performed on proteins or fragments thereof (polypeptides), antibodies or fragments thereof, cytokines, chemokines, enzymes, growth factors, oligonucleotides, viruses, adenoviruses, adeno-associated viruses (AAVs), or lentivirus, but extends the usefulness of this approach for the purification of a variety of biological products.

또한, 모듈식 접근 방식은 다양한 범위의 생물학적 생성물들을 수용하도록 공정 설계의 유연성을 제공한다.In addition, the modular approach provides flexibility in process design to accommodate a wide range of biological products.

동적 여과 모듈, 친화도 기반 정제 모듈, 및 전하 기반 정제 모듈 또는 등전점 기반의 유체 정제 모듈 중 적어도 하나를 사용하여 생물학적 생성물을 정제하는 연속 공정.A continuous process for purifying a biological product using at least one of a dynamic filtration module, an affinity-based purification module, and a charge-based purification module or an isoelectric point-based fluid purification module.

생물학적 생성물을 정제하는 연속 공정이 설명되어 있으며, 상기 공정은 입력 라인을 통해 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 연속적으로 수용하는 것을 포함하고, 이때 상기 생물학적 생성물은 단백질 또는 이의 단편(폴리펩티드), 항체 또는 이의 단편, 사이토카인, 케모카인, 효소, 또는 성장 인자를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 정제시, 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)은 불순물(세포, 세포 파편, 응집체, 숙주 세포 단백질, 바람직하지 않은 단백질 및 펩티드, 바람직하지 않은 항체, 바람직하지 않은 핵산 및 올리고뉴클레오티드, 바이러스, 염, 버퍼 구성요소, 계면활성제, 당, 금속 오염물, 침출물, 배지 구성요소, 및/또는 자연적으로 결합된 자연 발생 유기 분자)이 적어도 약 60중량%, 70중량%, 80중량%, 90중량%, 95중량%, 또는 심지어 99중량% 제거될 때 실질적으로 순수하다.A continuous process for purifying a biological product is described, said process comprising continuously receiving through an input line a heterogeneous mixture comprising the biological product, wherein the biological product is a protein or fragment thereof (polypeptide), an antibody or fragments thereof, cytokines, chemokines, enzymes, or growth factors. Upon purification, biological products (e.g., monoclonal antibodies) are free from impurities (cells, cell debris, aggregates, host cell proteins, undesirable proteins and peptides, undesirable antibodies, undesirable nucleic acids and oligonucleotides, viruses, salts). , buffer components, surfactants, sugars, metal contaminants, leachates, media components, and/or naturally occurring organic molecules with which they are naturally associated) at least about 60%, 70%, 80%, 90% by weight , 95% by weight, or even 99% by weight is substantially pure.

상기 공정에는 동적 여과를 통해 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거하는 것이 포함된다. 상기 동적 여과 공정은 부압 하에 입력 라인과 유체 소통하는 적어도 하나의 출력 헤드로부터 동적 여과 모듈로 생물학적 생성물을 연속적으로 공급함으로써 생물학적 생성물을 포함하는 여액을 생성하는 적어도 하나의 동적 여과 모듈을 포함한다. 상기 동적 여과 모듈은 동축 출력 헤드 또는 별도의 단축 출력 헤드를 통해 세척 버퍼를 공급하기 위한 적어도 하나의 추가 입력 라인을 추가로 포함할 수 있다.The process involves the continuous removal of large impurities from the heterogeneous mixture by dynamic filtration. The dynamic filtration process includes at least one dynamic filtration module generating a filtrate comprising biological product by continuously supplying biological product to the dynamic filtration module from at least one output head in fluid communication with an input line under negative pressure. The dynamic filtration module may further include at least one additional input line for supplying wash buffer through a coaxial output head or a separate monoaxial output head.

구현예들에서, 본원에 기재된 공정은 생물반응기(예를 들어, 유가식 생물반응기, 관류 생물반응기, 및 케모스탯 생물반응기)에서 연속적으로 생성되는 생물학적 생성물을 정제하는 것을 포함한다. 예를 들어, 생물반응기는 정상 상태의 세포 배양 성장 조건을 가능하게 하는 생물반응기 공급 라인 및 출력 배출 라인(output bleed line)을 포함하고, 상기 출력 배출 라인은 생물반응기로부터 동적 여과 모듈로의 연속 유체 흐름을 허용하는 입력 라인으로서 기능한다.In embodiments, the processes described herein include purifying biological products produced continuously in bioreactors (eg, fed-batch bioreactors, perfusion bioreactors, and chemostat bioreactors). For example, a bioreactor includes a bioreactor supply line and an output bleed line that enable steady-state cell culture growth conditions, the output bleed line providing continuous fluid flow from the bioreactor to the dynamic filtration module. It serves as an input line allowing flow.

본원에 기재된 바와 같이, 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거하는 공정은 원심분리, 디스크-스택 원심분리, 심층 여과, 정적 여과, 접선 유동 여과, 하이드로사이클론, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지 않는다. "정적 여과"라는 용어는 여과되는 불균질 혼합물이 정적 상태를 유지하는 과정을 지칭하며, 즉, 예를 들어, 필터 멤브레인(또는 심층 필터)이 한정된 용량을 가지며, 멤브레인이 이의 용량에 도달하면 여과 속도가 감소한다(예를 들어, 멤브레인 기공이 막히게 됨). "정적"("동적"과 반대로) 여과에서, 필터 멤브레인은 고정된 상태를 유지하고(이동하지 않음), 흐름(예를 들어, 불균질 혼합물의 흐름)은 고정식 필터 멤브레인을 통과한다. 이러한 정적 여과 방법은 해당 기술 분야에서 통상적이며, 간단하고 잘 알려져 있다.As described herein, processes that continuously remove large impurities from heterogeneous mixtures do not include centrifugation, disk-stack centrifugation, depth filtration, static filtration, tangential flow filtration, hydrocyclones, or any combination thereof. don't The term "static filtration" refers to a process in which the heterogeneous mixture being filtered remains static, i.e., for example, a filter membrane (or depth filter) has a finite capacity and when the membrane reaches its capacity it is filtered. The rate decreases (eg membrane pores become clogged). In “static” (as opposed to “dynamic”) filtration, the filter membrane remains stationary (does not move) and a flow (eg, flow of a heterogeneous mixture) passes through a stationary filter membrane. Such static filtration methods are common in the art, simple and well known.

당업계에서 통상적으로 사용되는 정적 여과 방법과 달리, 본 명세서의 공정은 동적 여과 모듈을 설명하며, 여기에서 동적 여과 모듈의 구성요소들은 필터 멤브레인의 사용되지 않은 새로운 표적 영역에서 여과가 연속적으로 발생할 수 있도록 조정된 방식으로 이동한다(예를 들어, 전체 공정의 유속에 따라 멤브레인이 이동하거나 전진함). 이는 멤브레인 오염 또는 폐색을 막고, 작동 중 필터 케이크 패킹 및 두께를 제어할 수 있도록 한다.Unlike static filtration methods commonly used in the art, the process herein describes a dynamic filtration module, wherein the components of a dynamic filtration module allow filtration to continuously occur in new, unused target areas of the filter membrane. (e.g., the membrane moves or advances depending on the flow rate of the overall process). This prevents membrane fouling or clogging and allows control of filter cake packing and thickness during operation.

동적 여과 모듈은 필터 멤브레인 롤, 멤브레인 지지 구조물, 적어도 하나의 지지 로드 또는 롤러, 진공 라인, 진공 시스템, 및 적어도 하나의 진공 수집 용기를 포함한다.The dynamic filtration module includes a filter membrane roll, a membrane support structure, at least one support rod or roller, a vacuum line, a vacuum system, and at least one vacuum collection vessel.

예를 들어, 필터 멤브레인 롤은 압연 필터 멤브레인을 포함하며, 이때 상기 필터 멤브레인은 폴리에테르설폰(PES), 친수성 폴리설폰, 셀룰로오스 에스테르, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 친수성 PVDF, 폴리카보네이트, 나일론, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 친수성 PTFE, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.For example, the filter membrane roll includes a rolled filter membrane, wherein the filter membrane is polyethersulfone (PES), hydrophilic polysulfone, cellulose ester, cellulose acetate, polyvinylidene fluoride (PVDF), hydrophilic PVDF, poly carbonate, nylon, polytetrafluoroethylene (PTFE), hydrophilic PTFE, or any combination thereof.

상기 압연 필터 멤브레인의 기공 크기는 정제되는 생물학적 생성물에 따라 달라진다. 예를 들어, 상기 압연 필터 멤브레인의 기공 크기는 0.1μm 내지 1μm의 범위 내에 있다. 대안적으로, 상기 기공 크기는 약 0.2μm 내지 약 0.45μm의 범위 내에 있거나, 상기 기공 크기는 약 0.45μm 미만이다. 다른 예에서, 항체를 정제할 때, 상기 압연 필터 멤브레인의 기공 크기는 0.2μm 내지 약 0.45μm의 범위 내에 있다.The pore size of the rolled filter membrane depends on the biological product being purified. For example, the pore size of the rolled filter membrane is in the range of 0.1 μm to 1 μm. Alternatively, the pore size is in the range of about 0.2 μm to about 0.45 μm, or the pore size is less than about 0.45 μm. In another example, when purifying antibodies, the rolled filter membrane has a pore size in the range of 0.2 μm to about 0.45 μm.

상기 필터 멤브레인 롤은 폭이 약 10mm 내지 약 600mm이다. 예를 들어, 상기 필터 멤브레인 롤의 폭은 동적 여과 시스템 또는 멤브레인 지지 구조물의 크기에 따라 달라질 수 있다.The filter membrane roll has a width of about 10 mm to about 600 mm. For example, the width of the filter membrane roll may vary depending on the size of the dynamic filtration system or membrane support structure.

구현예들에서, 필터 멤브레인 롤은 또한 수집 릴과 소통하는 공급 릴로서 기능하며, 이는 필터 멤브레인이 조립식 롤에서 시작하여 초기에 비어 있는 수집 롤까지 이어져 릴투릴 시스템을 생성함을 의미한다. 측면들에서, 동적 여과 모듈은 공급 릴과 수집 릴 사이에 연장되는 압연 필터 멤브레인을 포함하며, 필터 멤브레인에는 불균질 혼합물을 수용하도록 구성된 활성 표적 영역이 있다. 예를 들어, 공급 릴 이동은 높은 토크로 낮은 멤브레인 수송 속도를 가능하게 하기 위해 분당 회전수(RPM)를 200:1의 비율로 제한하는 기어 박스와 연결되어 있는 Servo 모터에 의해 제어된다. 수집 릴 이동은 높은 토크로 낮은 멤브레인 수송 속도를 가능하게 하기 위해 RPM을 200:1의 비율로 제한하는 기어 박스와 연결되어 있는 Servo 모터에 의해 제어된다. 또한, 공급 릴 모터와 수집 릴 모터는 작동 중에 공급 릴과 수집 릴 모두에서 끊임없이 변화하는 필터 멤브레인 롤의 직경과 일관된 속도를 보장하기 위해 피드백 메커니즘을 작동시키는 폐쇄 루프 컨트롤러에 의해 제어된다. 예를 들어, 공급 릴과 수집 릴은 동일한 속도에서 동일한 방향으로 작동한다.In embodiments, the filter membrane roll also functions as a supply reel in communication with the collection reel, meaning that the filter membrane starts with a prefabricated roll and continues to an initially empty collection roll to create a reel-to-reel system. In aspects, the dynamic filtration module includes a rolled filter membrane extending between the supply reel and the collection reel, the filter membrane having an active target area configured to receive the heterogeneous mixture. For example, feed reel movement is controlled by a servo motor coupled with a gearbox that limits revolutions per minute (RPM) to a ratio of 200:1 to enable low membrane transport speeds with high torque. Collecting reel movement is controlled by a servo motor coupled with a gearbox that limits the RPM to a ratio of 200:1 to enable low membrane transport speeds with high torque. Additionally, the feed reel motor and the collect reel motor are controlled by a closed-loop controller that operates a feedback mechanism to ensure consistent speed with the constantly changing diameter of the filter membrane rolls on both the feed and collect reels during operation. For example, the supply reel and the collection reel run in the same direction at the same speed.

구현예들에서, 필터 멤브레인의 수송 속도는 약 0.1mm/초 내지 약 100mm/초, 바람직하게는 약 0.1mm/초 내지 약 10mm/초 범위이다.In embodiments, the transport rate of the filter membrane ranges from about 0.1 mm/sec to about 100 mm/sec, preferably from about 0.1 mm/sec to about 10 mm/sec.

동적 여과 모듈의 멤브레인 지지 구조물은 정적 마찰 계수가 낮은 재료(예를 들어, PTFE)에서 유래된 기계적으로 평탄한 접촉 표면, 및 진공 라인과 연속되는 개구부를 포함한다. 본원에서 사용된 바와 같이, "멤브레인 지지 구조물"은 필터 멤브레인의 활성 영역에 구조적 지지를 제공하여 진공 라인과 연속되는 개구부로 인해 부압 영역을 통과할 때 변형을 방지하도록 제작된 구성요소를 지칭한다. 또한, 본원에서 사용되는 "기계적으로 평탄한 접촉 표면"은 정적 마찰 계수가 낮아, 특히 젖었을 때 필터 멤브레인의 수송에 반대되는 마찰력이 낮게 생성되는 표면을 지칭한다. 기계적으로 평탄한 접촉 표면은 필터 멤브레인이 동적 방식으로 움직이는 용이성에 영향을 미칠 수 있다. 기계적으로 평탄한 접촉 표면은 또한 표면 거칠기로 측정될 수 있으며, 값이 낮을수록 표면이 더 평탄하다. 또한, 거친 표면은 평탄한 표면보다 표면들 간에 마찰력이 더 크기 때문에, 본원에서 사용되는 기계적으로 평탄한 접촉 표면은 마찰력이 낮은(즉, 정적 마찰 계수가 낮은) 표면을 지칭한다.The membrane support structure of the dynamic filtration module includes a mechanically flat contact surface derived from a material with a low static coefficient of friction (eg PTFE), and an opening continuous with the vacuum line. As used herein, “membrane support structure” refers to a component constructed to provide structural support to the active area of a filter membrane to prevent deformation as it passes through a negative pressure area due to an opening continuous with the vacuum line. Also, as used herein, a “mechanically smooth contact surface” refers to a surface that has a low static coefficient of friction, particularly when wet, that creates a low frictional force opposing the transport of the filter membrane. A mechanically flat contact surface can affect the ease with which the filter membrane moves in a dynamic manner. A mechanically smooth contact surface can also be measured by surface roughness, the lower the value the smoother the surface. Also, because rough surfaces have greater friction between surfaces than smooth surfaces, mechanically smooth contact surfaces as used herein refer to surfaces with low friction (ie, low static coefficient of friction).

구현예들에서, 동적 여과 모듈의 멤브레인 지지 구조물은 개구부를 포함한다. 상기 개구부는, 예를 들어, 메쉬, 적어도 하나의 슬롯, 적어도 하나의 구멍, 프릿, 다공성 물질, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 개구부는 일련의 규칙적이거나 불규칙적으로 이격된 요소들(예를 들어, 메쉬, 적어도 하나의 슬롯, 적어도 하나의 구멍, 또는 이들의 임의의 조합)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 개구부는 규칙적으로 이격된 요소들을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 개구부는 일련의 간격이 동일한 병렬 슬롯들을 포함할 수 있다. 추가로, 상기 개구부는 하나의 그레이트(예를 들어, 상기 기재된 바와 같은 일련의 규칙적이거나 불규칙적으로 이격된 요소들)를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 상기 개구부는 하나 이상의 그레이트를 포함할 수 있으며, 이때 각 그레이트는 수직이다. 상기 개구부는 불규칙하거나 규칙적인 요소들(예를 들어, 일련의 병렬 슬롯들)의 모음일 수 있다. 상기 개구부는 또한 메쉬를 포함할 수 있는데, 이는 분할 두께(split-thickness)이거나 전체 두께이고, 평행한 행들에 있을 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 상기 개구부의 요소들(예를 들어, 메쉬, 적어도 하나의 슬롯, 적어도 하나의 구멍, 프릿, 다공성 물질, 또는 이들의 임의의 조합)은 임의의 원하는 두께일 수 있다. 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 상기 개구부는 약 0.25mm 내지 약 5mm 두께의 메쉬를 포함할 수 있다.In embodiments, the membrane support structure of the dynamic filtration module includes an opening. The opening may include, for example, a mesh, at least one slot, at least one hole, a frit, a porous material, or any combination thereof. For example, the opening may include a series of regularly or irregularly spaced elements (eg, a mesh, at least one slot, at least one hole, or any combination thereof). The opening may also include regularly spaced elements, for example, the opening may include a series of equally spaced parallel slots. Additionally, the opening may comprise a grate (eg, a series of regularly or irregularly spaced elements as described above). In another example, the opening may include one or more grates, where each grate is vertical. The opening may be a collection of irregular or regular elements (eg a series of parallel slots). The openings may also include a mesh, which may be split-thickness or full thickness, and may or may not be in parallel rows. The elements of the opening (eg, mesh, at least one slot, at least one hole, frit, porous material, or any combination thereof) may be of any desired thickness. For example, without intending to be limiting, the openings may include a mesh between about 0.25 mm and about 5 mm thick.

동적 여과 모듈의 멤브레인 지지 구조물에는 온도 제어 메커니즘이 포함되어 있다. 상기 온도 제어 메커니즘은 증발 냉각이 있을 때 약 4℃에서 약 37℃까지의 온도를 유지한다. 예를 들어, 항체를 정제하는 동안, 온도 제어 메커니즘은 약 15℃ 내지 약 37℃의 온도를 유지한다. 예시적인 온도 제어 메커니즘은 단일 루프 컨트롤러, 다중 루프 컨트롤러, 폐루프 컨트롤러, PID 컨트롤러, Peltier 소자, 및/또는 순환하는 물/프로필렌 글리콜 재킷이 있는 열척을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.The membrane support structure of the dynamic filtration module contains a temperature control mechanism. The temperature control mechanism maintains the temperature from about 4° C. to about 37° C. when there is evaporative cooling. For example, during antibody purification, the temperature control mechanism maintains a temperature between about 15°C and about 37°C. Exemplary temperature control mechanisms include, but are not limited to, single loop controllers, multiple loop controllers, closed loop controllers, PID controllers, Peltier elements, and/or thermal chucks with circulating water/propylene glycol jackets.

구현예들에서, 동적 여과 모듈의 적어도 하나의 지지 로드 또는 롤러는 정적 마찰 계수가 낮은 재료(예를 들어, PTFE, PFA)에서 유래된 기계적으로 평탄한 접촉 표면을 갖는다. 예를 들어, 동적 여과 모듈은 멤브레인 지지 구조물을 가로지르는 필터 멤브레인의 이동을 안정화하기 위해 기계적으로 평탄한 접촉 표면을 지닌 적어도 하나의 지지 로드 또는 롤러를 포함한다.In embodiments, at least one support rod or roller of the dynamic filtration module has a mechanically flat contact surface derived from a material with a low static coefficient of friction (eg, PTFE, PFA). For example, the dynamic filtration module includes at least one support rod or roller with a mechanically flat contact surface to stabilize the movement of the filter membrane across the membrane support structure.

구현예들에서, 동적 여과 모듈은 불균질 혼합물의 흐름을 조절하고, 불균질 혼합물을 필터 멤브레인의 활성 표적 영역에 분배하기 위한 적어도 하나의 출력 헤드를 포함한다. 예를 들어, 상기 적어도 하나의 출력 헤드는 튜브 또는 슬롯 다이(slot die)이다.In embodiments, the dynamic filtration module includes at least one output head for regulating the flow of the heterogeneous mixture and distributing the heterogeneous mixture to an active target area of the filter membrane. For example, the at least one output head is a tube or slot die.

일부 구현예에서, 동적 여과 모듈은 동축 출력 헤드, 별도의 단축 출력 헤드, 별도의 슬롯 다이 출력 헤드, 또는 여러 개의 개구부가 있는 슬롯 다이 출력 헤드를 통해 세척 버퍼를 공급하기 위한 적어도 하나의 추가 입력 라인을 추가로 포함한다.In some embodiments, the dynamic filtration module includes at least one additional input line for supplying wash buffer through a coaxial output head, a separate monoaxial output head, a separate slot die output head, or a slot die output head with multiple openings. additionally includes

일부 구현예에서, 동적 여과 모듈은 코팅 및 컨버팅 산업에 공지된 요소들, 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 능동 또는 수동 에지 가이드, 장력 조절장치(예를 들어, 댄서), 브레이크 및 장력 검출기, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.In some embodiments, the dynamic filtration module may include elements known in the coatings and converting industry, such as, but not intended to be limiting, active or passive edge guides, tension regulators (e.g., dancers), brakes and tension detectors; or any combination thereof.

구현예들에서, 동적 여과 모듈은 필터 멤브레인의 표적 영역(예를 들어, 활성 표적 영역)에 걸쳐 부압을 적용하기 위해 멤브레인 지지 구조물과 연속되는 진공 시스템을 포함하며, 여기서 상기 부압은 멤브레인 지지 구조물을 가로질러 필터 멤브레인의 능동 수송을 허용하고, 생물학적 생성물을 포함하는 여액의 수집을 가능하게 한다. 예를 들어, 동적 여과 모듈의 진공 시스템은 연속 여과를 위해 약 -0.05bar 내지 약 -0.98bar의 게이지 압력을 유지한다.In embodiments, a dynamic filtration module includes a vacuum system in continuity with a membrane support structure to apply a negative pressure over a target area (eg, an active target area) of a filter membrane, wherein the negative pressure is applied to the membrane support structure. It allows active transport of the filter membrane across and allows collection of the filtrate containing biological products. For example, the vacuum system of the dynamic filtration module maintains a gauge pressure of about -0.05 bar to about -0.98 bar for continuous filtration.

구현예들에서, 동적 여과 모듈은 여액을 수집하도록 구성된 적어도 하나의 진공 수집 용기, 및 적어도 하나의 센서 또는 검출기를 추가로 포함한다. 본원에 기재된 측면에서, 동적 여과에 의한 정제 동안, 생물학적 생성물을 포함하는 여액은 부압 하에 약 50mL 내지 약 100L를 수집할 수 있는 진공 수집 용기로 공급된다. 예를 들어, 여액을 수집할 수 있는 진공 수집 용기는 약 1L 내지 약 10L이다. 다른 예에서, 여액을 수집할 수 있는 진공 수집 용기는 약 1L 내지 약 50L이다.In embodiments, the dynamic filtration module further includes at least one vacuum collection vessel configured to collect filtrate, and at least one sensor or detector. In aspects described herein, during purification by dynamic filtration, the filtrate comprising biological products is fed under negative pressure to a vacuum collection vessel capable of collecting about 50 mL to about 100 L. For example, a vacuum collection vessel capable of collecting filtrate is from about 1 L to about 10 L. In another example, the vacuum collection vessel capable of collecting the filtrate is from about 1 L to about 50 L.

구현예들에서, 동적 여과에 의해 불균질 혼합물로부터 큰 불순물(예를 들어, 세포, 세포 파편, 및 응집체)을 연속적으로 제거하는 공정은 기공 크기가 서로 다른 적어도 2개의 개별 압연 필터 멤브레인을 사용하는 다단계 여과를 포함한다. 예를 들어, 이러한 다단계 동적 여과 공정은 기공 크기가 작은(예를 들어, 0.2μm) 압연 필터 멤브레인을 갖는 적어도 하나의 제2 동적 여과 장치와 유체 소통하는 기공 크기가 큰(예를 들어, 0.45μm) 압연 필터 멤브레인을 갖는 적어도 하나의 제1 동적 여과 장치를 포함하며, 이로써 생물학적 생성물을 포함하는 여액이 생성된다.In embodiments, the process of continuously removing large impurities (e.g., cells, cell debris, and aggregates) from a heterogeneous mixture by dynamic filtration uses at least two separate rolled filter membranes of different pore sizes. It includes multi-stage filtration. For example, such a multi-stage dynamic filtration process may include a large pore size (eg, 0.2 μm) rolled filter membrane in fluid communication with at least one second dynamic filtration device having a small pore size (eg, 0.2 μm). ) at least one first dynamic filtration device having a rolled filter membrane, whereby a filtrate comprising biological products is produced.

본원에 기재된 공정은 용액을, 생물학적 생성물을 포함하는 적어도 하나의 분획을 포함하는 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 여액을 연속적으로 전달하는 것을 포함한다. 예를 들어, 용액을 2개 이상의 분획들로 분리하는 것은 생물학적 생성물을 포함하는 적어도 하나의 분획, 및 작은 불순물을 포함하는 적어도 하나의 다른 분획을 포함할 수 있다. 본원에 기재된 바와 같이, 상기 제1 모듈은 친화도 기반 정제 장치를 포함한다. "친화도 기반 정제 장치"는 선택적인 표면 고정 리간드가 정제할 생물학적 생성물을 인식하고 결합하는 분자 구조적 결합 상호작용(예를 들어, 리간드-수용체 상호작용)에 기반한 정제 기술을 지칭한다. 예를 들어, 상기 제1 모듈은 적어도 하나의 제1 유입구 및 적어도 하나의 제1 유출구를 가지며, 리드 시스템, 용기 캐러셀, 및 수집 시스템을 포함하는 기계적 회전 시스템을 통해 제1 유입구와 제1 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된다.The process described herein involves continuously passing the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions comprising at least one fraction comprising a biological product. For example, separating a solution into two or more fractions may include at least one fraction comprising biological products, and at least one other fraction comprising minor impurities. As described herein, the first module includes an affinity-based purification device. "Affinity-based purification device" refers to a purification technology based on molecular structural binding interactions (eg, ligand-receptor interactions) in which a selective surface immobilized ligand recognizes and binds to the biological product to be purified. For example, the first module has at least one first inlet and at least one first outlet, the first inlet and the first outlet via a mechanical rotation system comprising a lid system, a container carousel, and a collection system. configured to allow continuous fluid flow between them.

구현예들에서, 친화도 기반 정제 장치는 수지 비드들의 현탁액을 추가로 포함한다. 수지 비드들의 표면은, 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 항원 단백질, 단백질, 수용체, 항체, 또는 압타머와 연결되어 있다. 친화성 수지 비드들로 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)을 연속적으로 정제하면 기존 친화성 컬럼 크로마토그래피(예를 들어, 단백질 A 친화성 크로마토그래피)의 번거로운 처리 단계들을 피할 수 있다.In embodiments, the affinity-based purification device further comprises a suspension of resin beads. The surface of the resin beads is linked to, for example and without limitation, protein A, protein G, protein L, antigenic protein, protein, receptor, antibody, or aptamer. Continuous purification of biological products (eg, monoclonal antibodies) with affinity resin beads avoids cumbersome processing steps of conventional affinity column chromatography (eg, Protein A affinity chromatography).

구현예들에서, 친화도 기반 정제 장치의 수지 비드들의 직경은 약 0.2마이크론 내지 약 200마이크론이다. 상기 수지 비드들의 직경은 정제되는 생물학적 생성물과 공정의 유속에 따라 달라질 수 있다. 또한, 상기 수지 비드들의 농도는 0.01중량% 내지 25중량%의 범위에 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 자성 수지 비드들의 농도는 약 1중량% 내지 약 20중량%일 수 있다. 다른 예에서, 수지 비드들의 결합 능력은 비드 농도, 표면적 대 부피 비율, 친화성 리간드 밀도, 또는 이들의 임의의 조합의 함수이다. 또 다른 예에서, 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.In embodiments, the diameter of the resin beads of the affinity-based purification device is between about 0.2 microns and about 200 microns. The diameter of the resin beads may vary depending on the biological product to be purified and the flow rate of the process. In addition, the concentration of the resin beads may be in the range of 0.01% by weight to 25% by weight. For example, the concentration of the magnetic resin beads may be about 1% by weight to about 20% by weight. In another example, the binding capacity of the resin beads is a function of bead concentration, surface area to volume ratio, affinity ligand density, or any combination thereof. In another example, the resin beads can be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

구현예들에서, 친화도 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 개스킷 리드를 갖는 리드 시스템을 포함하며, 상기 적어도 하나의 개스킷 리드는 정압 헤드 압력을 제어할 수 있도록 가스를 도입하기 위한 적어도 하나의 유입구; 대기압과 평형을 이룰 수 있도록 하는 적어도 하나의 벤트 포트; 수지 비드들의 현탁액을 도입하기 위한 적어도 하나의 유입구; 생물학적 생성물을 포함하는 여액을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구; 상기 수지 비드들의 세척, 이들로부터의 용출, 또는 이들의 재생을 가능하게 하기 위해 수지 비드들을 분산시키는 버퍼 시스템을 도입하기 위한 적어도 2개의 유입구들을 포함한다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 개스킷 리드는 수지 비드들의 분산을 가능하게 하기 위해 오버헤드 교반 임펠러를 수용하기 위한 포트를 추가로 포함한다. 예를 들어, 상기 리드 시스템은 z축을 따라 이동을 제어한다.In embodiments, an affinity-based purification module includes a lid system having at least one gasket lid, the at least one gasket lid comprising: at least one inlet for introducing a gas to control a static head pressure; at least one vent port to equalize atmospheric pressure; at least one inlet for introducing a suspension of resin beads; at least one inlet for receiving a filtrate containing biological products; and at least two inlets for introducing a buffer system dispersing the resin beads to enable washing, elution from, or regeneration of the resin beads. In some embodiments, the at least one gasket lid further includes a port for receiving an overhead agitation impeller to enable dispersion of the resin beads. For example, the lead system controls movement along the z-axis.

구현예들에서, 친화도 기반 정제 모듈은 기계적 회전 시스템, 예를 들어, 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 수지 비드들, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 용기들을 포함하는 캐러셀을 포함한다. 예를 들어, 상기 기계적 회전 시스템은 가압을 가능하게 하기 위해 리드 시스템과 정합되도록 구성된다. 다른 예에서, 기계식 회전 시스템은 xy 평면에서 이동 또는 회전을 제어한다.In embodiments, an affinity-based purification module continuously receives a mixture comprising a mechanical rotational system, eg, a biological product, followed by the biological product, resin beads, buffer, or any combination thereof. and a carousel comprising at least two containers filled with resin beads configured to transport the resulting heterogeneous mixture. For example, the mechanical rotation system is configured to mate with a lid system to enable pressurization. In another example, a mechanical rotation system controls movement or rotation in the xy plane.

구현예들에서, 친화도 기반 정제 모듈의 적어도 2개의 용기들 각각에는 결합, 탈결합, 세척, 용출, 및 재생 공정 단계들 동안 수지 비드들의 보유를 가능하게 하는 지지된 기저 필터 또는 필터 멤브레인이 있다. 예를 들어, 적어도 2개의 용기들은 액체 흐름을 제어하기 위한 밸브를 추가로 포함한다.In embodiments, each of the at least two vessels of the affinity-based purification module has a supported bottom filter or filter membrane that enables retention of resin beads during the binding, debinding, washing, elution, and regeneration process steps. . For example, at least two vessels further include a valve for controlling liquid flow.

구현예들에서, 친화도 기반 정제 모듈은 기계적 회전 시스템의 적어도 2개의 용기들 중 적어도 하나의 용기와 인터페이스하여 폐기물, 생물학적 생성물을 포함하는 분획, 또는 이들의 임의의 조합을 수집할 수 있는 수집 시스템을 포함한다. 예를 들어, 상기 수집 시스템은 z축을 따라 이동을 제어한다.In embodiments, an affinity-based purification module is a collection system capable of interfacing with at least one of the at least two vessels of the mechanical rotation system to collect waste, a fraction comprising a biological product, or any combination thereof. includes For example, the collection system controls movement along the z-axis.

본원에 기재된 공정은 또한, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 상기 제2 모듈은 전하 기반 정제 장치를 포함한다. 본원에 사용된 바와 같은 "전하 기반 정제 장치"는, 예를 들어, 생물학적 분자를 이의 표면 전하, 이온 특성, 정전기적 상호작용, 또는 등전점에 기반하여 정제하는 것을 포함한다. 본원에 기재된 바와 같이, 전하 기반 정제는 양전하 기반 정제 장치, 음전하 기반 정제 장치, 또는 이들의 조합을 포함한다. 예를 들어, 상기 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구 및 적어도 하나의 제2 유출구를 가지며, 리드 시스템, 용기 캐러셀, 및 수집 시스템을 포함하는 기계적 회전 시스템을 통해 제2 유입구와 제2 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된다.The processes described herein also include a biological product from at least one first outlet of the first module into a second module having at least one inlet for receiving flow from the at least one first outlet of the first module. and continuously delivering the fractions to be purified, wherein the second module includes a charge-based purification device. As used herein, “charge-based purification device” includes purifying a biological molecule based, for example, on its surface charge, ionic properties, electrostatic interactions, or isoelectric point. As described herein, charge-based purification includes positive charge-based purification devices, negative charge-based purification devices, or combinations thereof. For example, the second module has at least one second inlet and at least one second outlet, the second inlet and the second outlet via a mechanical rotation system comprising a lid system, a container carousel, and a collecting system. configured to allow continuous fluid flow between them.

구현예들에서, 전하 기반 정제 장치(예를 들어, 양전하 및/또는 음전하 기반 정제)는 수지 비드들의 현탁액을 추가로 포함한다. 예를 들어, 수지 비드들의 표면은 각각 양전하 기반 정제 또는 음전하 기반 정제를 가능하게 하기 위해 특정 pH 및 이온 강도에서 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 회합하도록 구성된 양이온성 또는 음이온성 작용기를 포함할 수 있다. 이온성 수지 비드들로 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)을 연속적으로 정제하면 기존의 이온 교환 컬럼 크로마토그래피(예를 들어, 양이온 교환 또는 음이온 교환 크로마토그래피)의 번거로운 처리 단계들을 피할 수 있다.In embodiments, the charge based purification device (eg, positive charge and/or negative charge based purification) further comprises a suspension of resin beads. For example, the surface of the resin beads may include cationic or anionic functional groups configured to selectively associate with the biological product at a specific pH and ionic strength to enable positive charge-based purification or negative charge-based purification, respectively. Continuous purification of biological products (eg, monoclonal antibodies) with ionic resin beads avoids cumbersome processing steps of conventional ion exchange column chromatography (eg, cation exchange or anion exchange chromatography).

구현예들에서, 전하 기반 정제 장치의 수지 비드들의 직경은 약 0.2마이크론 내지 약 200마이크론이다. 상기 수지 비드들의 직경은 정제되는 생물학적 생성물과 공정의 유속에 따라 달라질 수 있다. 또한, 상기 수지 비드들의 농도는 0.01중량% 내지 25중량%의 범위에 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 자성 수지 비드들의 농도는 약 1중량% 내지 약 20중량%일 수 있다. 다른 예에서, 수지 비드들의 전하 또는 정전기적 회합 용량은 비드 농도, 표면적 대 부피 비율, 표면 전하 밀도, 순 전하, 또는 이들의 임의의 조합의 함수이다. 또 다른 예에서, 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.In embodiments, the diameter of the resin beads of the charge based purification device is between about 0.2 microns and about 200 microns. The diameter of the resin beads may vary depending on the biological product to be purified and the flow rate of the process. In addition, the concentration of the resin beads may be in the range of 0.01% by weight to 25% by weight. For example, the concentration of the magnetic resin beads may be about 1% by weight to about 20% by weight. In another example, the charge or electrostatic association capacity of resin beads is a function of bead concentration, surface area to volume ratio, surface charge density, net charge, or any combination thereof. In another example, resin beads can be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

구현예들에서, 전하 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 개스킷 리드를 갖는 리드 시스템을 포함하며, 상기 적어도 하나의 개스킷 리드는 정압 헤드 압력의 제어를 가능하게 하기 위해 가스 도입을 위한 적어도 하나의 유입구; 대기압과 평형을 이룰 수 있도록 하는 적어도 하나의 벤트 포트; 수지 비드들의 현탁액을 도입하기 위한 적어도 하나의 유입구; 생물학적 생성물을 포함하는 여액을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구; 상기 수지 비드들의 세척, 이들로부터의 해리, 또는 이들의 재생을 가능하게 하기 위해 수지 비드들을 분산시키는 버퍼 시스템을 도입하기 위한 적어도 2개의 유입구들을 포함한다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 개스킷 리드는 수지 비드들의 분산을 가능하게 하기 위해 오버헤드 교반 임펠러를 수용하기 위한 포트를 추가로 포함한다. 예를 들어, 상기 리드 시스템은 z축을 따라 이동을 제어한다.In embodiments, a charge-based purification module includes a lid system having at least one gasket lid, the at least one gasket lid comprising: at least one inlet for gas introduction to enable control of a static head pressure; at least one vent port to equalize atmospheric pressure; at least one inlet for introducing a suspension of resin beads; at least one inlet for receiving a filtrate comprising biological products; and at least two inlets for introducing a buffer system dispersing the resin beads to enable washing, dissociation from, or regeneration of the resin beads. In some embodiments, the at least one gasket lid further includes a port for receiving an overhead agitation impeller to enable dispersion of the resin beads. For example, the lead system controls movement along the z-axis.

구현예들에서, 전하 기반 정제 모듈은 기계적 회전 시스템, 예를 들어, 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 수지 비드들, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 용기들을 포함하는 캐러셀을 포함한다. 예를 들어, 상기 기계적 회전 시스템은 가압을 가능하게 하기 위해 리드 시스템과 정합되도록 구성된다. 다른 예에서, 기계식 회전 시스템은 xy 평면에서 이동 또는 회전을 제어한다.In embodiments, the charge-based purification module continuously receives a mixture comprising a mechanical rotating system, eg, a biological product, followed by production comprising the biological product, resin beads, buffer, or any combination thereof. and a carousel including at least two containers filled with resin beads configured to transport the heterogeneous mixture. For example, the mechanical rotation system is configured to mate with a lid system to enable pressurization. In another example, a mechanical rotation system controls movement or rotation in the xy plane.

구현예들에서, 전하 기반 정제 모듈의 적어도 2개의 용기들 각각에는 회합, 해리, 세척, 및 재생 공정 단계들 동안 수지 비드들의 보유를 가능하게 하는 지지된 기저 필터 또는 필터 멤브레인이 있다. 예를 들어, 적어도 2개의 용기들은 액체 흐름을 제어하기 위한 밸브를 추가로 포함한다.In embodiments, each of the at least two vessels of the charge-based purification module has a supported bottom filter or filter membrane that enables retention of resin beads during association, dissociation, washing, and regeneration process steps. For example, at least two vessels further include a valve for controlling liquid flow.

구현예들에서, 전하 기반 정제 모듈은 기계적 회전 시스템의 적어도 2개의 용기들 중 적어도 하나의 용기와 인터페이스하여 폐기물, 생물학적 생성물을 포함하는 분획, 또는 이들의 임의의 조합을 수집할 수 있는 수집 시스템을 포함한다. 예를 들어, 상기 수집 시스템은 z축을 따라 이동을 제어한다.In embodiments, the charge-based purification module comprises a collection system capable of interfacing with at least one of the at least two vessels of the mechanical rotation system to collect waste, a fraction comprising a biological product, or any combination thereof. include For example, the collection system controls movement along the z-axis.

본원에 기재된 구현예들에서, 제1(친화도 기반 정제) 및/또는 제2(전하 기반 정제) 모듈(들) 중 하나 또는 둘 다의 수지 비드들은 재활용 및 재사용된다. 예를 들어, 상기 비드들은 생물학적 생성물을 정제하기 위해 적어도 2회, 3회, 4회, 또는 그 이상 재사용될 수 있다.In embodiments described herein, the resin beads of one or both of the first (affinity-based purification) and/or second (charge-based purification) module(s) are recycled and reused. For example, the beads may be reused at least 2, 3, 4, or more times to purify a biological product.

대안적으로, 본원에 기재된 공정은 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 상기 제2 모듈은 자유 흐름 전기영동 장치를 포함한다. 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 수성 이온 용액을 갖는 자유 흐름 전기영동 장치는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)을 정제하기 위한 전하 기반의 자성 정제 모듈(들) 대신에 또는 이에 추가하여 사용될 수 있다.Alternatively, the processes described herein may direct the biological product from at least one first outlet of a first module to a second module having at least one inlet for receiving the flow from the at least one first outlet of the first module. wherein the second module comprises a free flow electrophoresis device. A free flow electrophoretic device having a fluidic channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and an aqueous ionic solution provides a charge for purifying a biological product (e.g., a monoclonal antibody). based magnetic purification module(s) may be used in place of or in addition to it.

예를 들어, 2개의 병렬판들의 용액 접촉 표면은 유리, 세라믹, 플라스틱, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 예에서, 수성 이온 용액은 주 분리 채널을 가로질러 pH 구배를 발생시킬 수 있다. 다른 예에서, 수성 이온 용액은 주 분리 채널을 가로질러 일정한 pH를 부여할 수 있다.For example, the solution contacting surfaces of the two parallel plates include glass, ceramic, plastic, or any combination thereof. In some instances, an aqueous ionic solution may generate a pH gradient across the main separation channel. In another example, an aqueous ionic solution may impart a constant pH across the main separation channels.

구현예들에서, 자유 흐름 전기영동 장치에는 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 pH 구배를 포함하는 적어도 하나의 유체 소자가 있다. 예를 들어, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 대략적인 pH 구배(예를 들어, 대략적인 pH 구배는 약 2 내지 약 10의 pH 범위일 수 있음)를 포함하는 적어도 하나의 제1 유체 소자; 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 미세한 pH 구배(예를 들어, 미세한 pH 구배는 약 5 내지 약 8의 pH 범위일 수 있음)를 포함하는 적어도 하나의 제2 유체 소자를 포함한다. 예를 들어, 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하는 추가의 후속 유체 소자들 또는 칩들을 사용하여 주 분리 채널을 가로지르는 pH 구배를 추가로 리파이닝(refining)할 수 있다(예를 들어, 약 7.1 내지 약 7.6의 pH 범위).In embodiments, a free flow electrophoresis device has at least one fluid element comprising a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a pH gradient. For example, an isoelectric point-based fluid purification module may have a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and an approximate pH gradient across the main separating channel (eg, the approximate pH gradient may range from about 2 to about 10) at least one first fluid element; and a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a fine pH gradient across the main separating channel (e.g., the fine pH gradient is a pH of about 5 to about 8). and at least one second fluid element including a range). For example, adding a pH gradient across the main separation channel using additional subsequent fluidic devices or chips comprising a fluidic channel created between two parallel plates and an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow. (e.g., pH range of about 7.1 to about 7.6).

다른 구현예에서, 자유 흐름 전기영동 장치에는 띠전기영동 또는 전하 분리 작동 모드에서 작동하기 위해 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하고, pH 구배가 없는 적어도 하나의 유체 소자가 있다. 예를 들어, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 일정한 염기성 pH(예를 들어, pH 7 초과)를 포함하는 적어도 하나의 제1 유체 소자; 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 일정한 산성 pH(예를 들어, pH 7 미만)를 포함하는 적어도 하나의 제2 유체 소자를 포함한다.In another embodiment, a free flow electrophoretic device includes a fluid channel created between two parallel plates for operating in a bandelectrophoresis or charge separation mode of operation and an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, wherein the pH There is at least one fluid element with no gradient. For example, an isoelectric point-based fluid purification module includes a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient orthogonal to the direction of fluid flow, and a constant basic pH (e.g., greater than pH 7). at least one first fluid element; and at least one second fluid element comprising a fluid channel created between the two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a constant acidic pH (eg, less than pH 7). .

다른 구현예에서, 자유 흐름 전기영동 장치에는 등속 전기영동 작동 모드로 작동하기 위해 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 스페이서 용액(예를 들어, NaCl 용액)에 의해 분리되어 있는 산성 pH 구배 및 염기성 pH 구배 둘 모두를 포함하는 적어도 하나의 유체 소자가 있다.In another embodiment, a free flow electrophoretic device includes a fluid channel created between two parallel plates to operate in an isokinetic electrophoretic mode of operation, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a spacer solution (e.g. , NaCl solution) and at least one fluidic element comprising both an acidic pH gradient and a basic pH gradient.

다른 구현예에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하는 적어도 하나의 제1 자유 흐름 전기영동 장치, 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하는 적어도 하나의 제2 자유 흐름 전기영동 장치를 포함하며, 이때 각각의 소자는 직렬로 연결되어 있고, 정제를 가능하게 하는 독립적인 작동 모드에서 작동할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 제1 자유 흐름 전기영동 장치는 등전 집속 모드에서 작동할 수 있고, 적어도 하나의 제2 자유 흐름 전기영동 장치는 등속 전기영동 모드에서 작동하여 분리 분해능을 높일 수 있다.In another embodiment, the isoelectric point-based fluid purification module includes at least one first free flow electrophoresis device comprising a fluid channel created between two parallel plates and an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and 2 at least one second free flow electrophoresis device comprising a fluid channel created between two parallel plates and an electric field or electric field gradient orthogonal to the direction of fluid flow, wherein each element is connected in series; can operate in an independent operating mode that enables For example, at least one first free-flow electrophoresis device may operate in an isoelectric focusing mode and at least one second free-flow electrophoresis device may operate in an isokinetic mode to increase separation resolution.

다른 구현예에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 규정된 단방향 힘을 유도할 수 있는 적어도 하나의 유전영동 전극을 갖는 유체 채널을 포함하는 적어도 하나의 제1 유체 소자; 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 대략적인 pH 구배(예를 들어, 약 2 내지 약 10의 pH 범위)를 포함하는 적어도 하나의 제2 자유 흐름 전기영동 장치; 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 미세한 pH 구배(예를 들어, 약 5 내지 약 8의 pH 범위)를 포함하는 적어도 하나의 제3 자유 흐름 전기영동 장치를 포함한다. 예를 들어, 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하는 추가의 후속 유체 소자들 또는 칩들을 사용하여 주 분리 채널을 가로지르는 pH 구배를 추가로 리파이닝(refining)할 수 있다(예를 들어, 약 7.1 내지 약 7.6의 pH 범위).In another embodiment, an isoelectric based fluid purification module includes at least one first fluid element comprising a fluid channel having at least one dielectrophoretic electrode capable of inducing a defined unidirectional force; A fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and an approximate pH gradient across the main separating channel (e.g., in the pH range of about 2 to about 10). at least one second free flow electrophoresis device; and a fluid channel created between the two parallel plates, an electric field or electric field gradient orthogonal to the direction of fluid flow, and a fine pH gradient (e.g., in the pH range of about 5 to about 8) across the main separating channel. and at least one third free flow electrophoresis device. For example, adding a pH gradient across the main separation channel using additional subsequent fluidic devices or chips comprising a fluidic channel created between two parallel plates and an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow. (e.g., pH range of about 7.1 to about 7.6).

구현예들에서, 등전점 기반 유체 정제 장치는 양극 또는 음극으로서 기능하기 위해 적어도 2개의 전극들(예를 들어, 백금선 전극)을 추가로 포함한다.In embodiments, the isoelectric point-based fluid purification device further includes at least two electrodes (eg, a platinum wire electrode) to function as an anode or cathode.

구현예들에서, 등전점 기반 유체 정제 장치 내의 배압(backpressure)은 채널 형상 및 치수, 유입구 및 유출구 개구부 및/또는 튜빙(tubing) 직경, 및 입력 유속(input flow rate)에 따라 달라진다. 예를 들어, 상기 배압은 약 0.5psi 내지 약 10psi 범위이다. 일부 예에서, 상기 배압은, 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 니들 밸브에 의해 제어된다.In embodiments, backpressure within an isoelectric point-based fluid purification device depends on channel shape and dimensions, inlet and outlet openings and/or tubing diameters, and input flow rate. For example, the back pressure ranges from about 0.5 psi to about 10 psi. In some examples, the back pressure is controlled by, for example, without intending to limit, a needle valve.

구현예들에서, 등전점 기반 유체 정제 장치는 인가 전압 하에 전극 채널에서 발생하는 O2 및 H2 가스 기포를 연속적으로 제거하기 위한 적어도 하나의 기포 제거 시스템을 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 전기분해 기포를 제거하는 것은 실질적으로 오랜 기간 동안 연속적인 작동을 가능하게 하는 데 필수적이다. 예를 들어, 기포 제거 시스템은 소수성 PTFE 멤브레인을 이용하여, 진공 시스템으로의 노출에 의해 발생 지점에서 전기분해 기포를 지속적으로 제거할 수 있는 전극 채널 위에 방수 밀봉부를 생성한다. 예를 들어, 진공 게이지 압력은 약 -0.05bar 내지 약 -0.4bar 범위이다.In embodiments, the isoelectric point-based fluid purification device further includes at least one bubble removal system for continuously removing O 2 and H 2 gas bubbles generated in the electrode channel under an applied voltage. In some embodiments, the removal of electrolysis bubbles is essential to enable continuous operation for substantially long periods of time. For example, a bubble removal system uses a hydrophobic PTFE membrane to create a watertight seal over an electrode channel that can continuously remove electrolytic bubbles at the point of origin by exposure to a vacuum system. For example, the vacuum gauge pressure ranges from about -0.05 bar to about -0.4 bar.

구현예들에서, 등전점 기반 유체 정제 장치는 온도 제어 및 주울 열방산을 가능하게 하도록 능동 냉각 시스템 또는 히트 싱크(예를 들어, Peltier 소자, 순환하는 물/프로필렌 글리콜 재킷이 있는 열척)를 추가로 포함한다. 예를 들어, 능동 냉각 시스템은 약 4℃ 내지 약 50℃, 바람직하게는 약 4℃ 내지 약 37℃의 범위에서 냉각 및/또는 열방산을 제어할 수 있다. 이상적으로는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)을 분리할 때, 온도는 약 10℃ 내지 약 25℃로 유지된다. 예를 들어, 능동 냉각 시스템은 냉각된 순환하는 물/프로필렌 글리콜 재킷을 포함하는 알루미늄 열척을 포함한다.In embodiments, the isoelectric point-based fluid purification device further includes an active cooling system or heat sink (e.g., a Peltier element, a thermal chuck with a circulating water/propylene glycol jacket) to enable temperature control and Joule heat dissipation. do. For example, the active cooling system can control cooling and/or heat dissipation in the range of about 4°C to about 50°C, preferably about 4°C to about 37°C. Ideally, the temperature is maintained between about 10° C. and about 25° C. when isolating biological products (eg, monoclonal antibodies). For example, an active cooling system includes an aluminum thermal chuck with a cooled circulating water/propylene glycol jacket.

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 버퍼 또는 양쪽성 전해질 시스템을 포함한다.In embodiments, an isoelectric point based fluid purification module includes at least one buffer or amphoteric electrolyte system.

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 전극 용액을 포함한다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 전극 용액은, 예를 들어, 각각 인산 및 수산화나트륨과 같은 양극 또는 음극과 접촉하여 적절한 기능을 가능하게 하도록 구성된 전해질 용액을 포함한다. 다른 구현예에서, 적어도 하나의 전극 용액은 주 분리 채널, 양극 채널, 및 음극 채널을 통해 흐르는 예를 들어, Tris 완충 식염수와 같은, 양극 또는 음극과 접촉하여 적절한 기능을 가능하게 하도록 구성된 적어도 하나의 양쪽성 전해질 용액을 포함한다.In embodiments, an isoelectric point based fluid purification module includes at least one electrode solution. In some embodiments, the at least one electrode solution comprises an electrolyte solution configured to enable proper functioning in contact with an anode or cathode, for example phosphoric acid and sodium hydroxide, respectively. In another embodiment, at least one electrode solution is configured to contact the anode or cathode to enable proper function, such as Tris buffered saline, flowing through the main separator channel, the anode channel, and the cathode channel. Contains an amphoteric electrolyte solution.

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 센서 또는 검출기를 포함한다. 예를 들어, 적어도 하나의 센서 또는 검출기는 인라인으로 배치된다. 일부 예에서, 적어도 하나의 센서 또는 검출기는 유동 센서, 온도 센서, 전도도 센서, pH 센서, 굴절률 검출기, UV 검출기, 또는 배압 센서를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.In embodiments, an isoelectric based fluid purification module includes at least one sensor or detector. For example, at least one sensor or detector is arranged in-line. In some examples, the at least one sensor or detector includes, but is not limited to, a flow sensor, temperature sensor, conductivity sensor, pH sensor, refractive index detector, UV detector, or back pressure sensor.

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 액체 회로 차단기를 포함하거나, 상기 장치의 다운스트림과 적어도 하나의 인라인 센서 또는 검출기의 업스트림을 단절하여 무전압 용액에서 감지 또는 검출을 수행할 수 있도록 한다.In embodiments, an isoelectric point-based fluid purification module includes at least one liquid circuit breaker or disconnects downstream of the device and upstream of at least one in-line sensor or detector to perform sensing or detection in a voltage-free solution. make it possible

현재 청구된 공정은, 예를 들어, 단백질 또는 이의 단편(폴리펩티드), 항체 또는 이의 단편, 사이토카인, 케모카인, 효소, 또는 성장 인자와 같은 생물학적 생성물을 정제하기 위한 현재의 다운스트림 방법들 및 공정들에 비해 많은 이점을 제공한다. 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 본원에 기재된 공정은, 처리량과 수율을 유지하면서, 배치식, 단일 사용, 또는 반연속 단클론 항체를 제조하는 기존 접근 방식과 비교할 때, 생산 시설 풋프린트, 시설 구축 및 검증에 필요한 시간, 시설 구축과 관련된 비용, 및 자본 설비 지출을 크게 줄이는 단클론 항체를 정제하기 위한 연속적인 바이오프로세스를 제공한다. 본원에 기재된 바와 같은 연속 바이오프로세싱은, 연속적으로 작동할 수 있는 능력으로 인해, 기존 다운스트림 바이오프로세싱의 원심분리, 심층 여과, 및 컬럼 크로마토그래피 단계들에 필요한 대형 공정 장비 - 이의 크기는 큰 생물반응기 부피에 좌우됨 -가 필요하지 않기 때문에 더 작고 간소화된 장비(예를 들어, 더 작은 생물반응기 부피 및 다운스트림 바이오프로세스 장비)를 사용할 수 있도록 한다. 또한, 연속적으로 작동하는 더 작고 간소화된 장비는 정상 상태에서 단클론 항체를 생산하는 훨씬 더 작은 생물반응기(들)를 사용할 수 있도록 한다. 본원에 기재된 바와 같은 연속 바이오프로세스는 또한, 기존의 단클론 항체 제조 접근법과 비교할 때 운영 비용, 전체 바이오프로세스 라인 중단 시간, 및 생물학적 생성물 손실을 현저히 줄일 수 있다. 마지막으로, 생물학적 생성물을 정제하기 위한 본원에 기재된 공정은 킬로그램/년 기준으로 제품 처리량 또는 수율을 희생하지 않고도 현재 기술보다 훨씬 적은 평방 피트를 차지하는 풋프린트를 갖는 시스템에서 수행된다.The presently claimed process is compatible with current downstream methods and processes for purifying biological products such as, for example, proteins or fragments thereof (polypeptides), antibodies or fragments thereof, cytokines, chemokines, enzymes, or growth factors. It offers many advantages over For example, without intending to be limiting, the processes described herein can reduce the production facility footprint, facility build-up, when compared to existing approaches to making batch, single use, or semi-continuous monoclonal antibodies while maintaining throughput and yield. and a continuous bioprocess for purifying monoclonal antibodies that significantly reduces the time required for validation, costs associated with facility construction, and capital equipment expenditure. Continuous bioprocessing as described herein, due to its ability to operate continuously, requires large process equipment - the size of which is a bioreactor - required for the centrifugation, depth filtration, and column chromatography steps of existing downstream bioprocessing. volume dependent - allows for the use of smaller and streamlined equipment (eg, smaller bioreactor volume and downstream bioprocess equipment) since no volume dependent is required. Additionally, smaller and streamlined equipment that operates continuously allows the use of much smaller bioreactor(s) that produce monoclonal antibodies at steady state. A continuous bioprocess as described herein can also significantly reduce operating costs, overall bioprocess line downtime, and biological product loss when compared to existing monoclonal antibody manufacturing approaches. Finally, the processes described herein for purifying biological products are performed in systems having a footprint that occupies significantly fewer square feet than current technologies without sacrificing product throughput or yield on a kilograms per year basis.

본원에 기재된 공정 및 방법의 이점은 멤브레인 오염 또는 폐색 없이 큰 불순물(예를 들어, 세포, 세포 파편, 및 응집체)을 제거하는 능력을 포함한다. 예를 들어, 기존의 여과 또는 접선 유동 여과 시스템을 사용하여 세포 배양 배지로부터 세포, 세포 파편, 및 응집체를 정화하는 것은 통상적으로 필터 멤브레인의 오염 또는 폐색을 초래하여, 이러한 방법이 장기간의 연속 공정을 통해 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거하는 수단으로 적합하지 않게 만든다. 이와 달리, 본원에 기재된 동적 여과 장치는 필터 멤브레인의 활성 표적 영역이 지속적으로 새로워지기 때문에, 멤브레인을 오염시키지 않으면서, 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거할 수 있도록 한다. 추가로, 생물학적 생성물을 생산하고 정제하는 전 과정이 연속적일 수 있고, 전 과정에 걸쳐 약 0.1mL/분 내지 약 50mL/분 범위의 유속을 유지할 수 있기 때문에, 공정 장비 및 전체 공정 풋프린트는 킬로그램/년 기준으로 제품 처리량 또는 수율을 희생하지 않고도 현재 표준 공정보다 훨씬 더 작은 풋프린트를 차지할 수 있다. 예를 들어, 본원에 기재된 단클론 항체를 생산 및 정제하는 공정은 최대 약 30,000평방피트를 차지하는 풋프린트에서 작동된다. 이와 달리, 현재의 단클론 항체 생산 및 다운스트림 공정에는 최소 200,000평방피트가 필요하다. 예를 들어, 생물학적 생성물을 정제하는 공정의 유속은 약 1mL/분 내지 약 10mL/분 범위이다. 일부 예에서, 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거하는 단계의 유속은 약 0.1mL/분 내지 약 50mL/분 범위이다. 다른 예에서, 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거하는 단계의 유속은 생물반응기 배출 라인으로부터의 유속과 동일하다. 다른 예에서, 여액을 제1 모듈로 연속적으로 전달하는 단계의 유속이 약 0.1mL/분 내지 약 50mL/분의 범위에 있는 공정이 제공된다. 또 다른 예에서, 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 제1 유출구로부터 제2 모듈로 연속적으로 전달하는 단계의 유속이 약 0.1mL/분 내지 약 50mL/분의 범위에 있는 공정이 제공된다.Advantages of the processes and methods described herein include the ability to remove large impurities (eg, cells, cell debris, and aggregates) without membrane fouling or clogging. For example, clarification of cells, cell debris, and aggregates from cell culture media using conventional filtration or tangential flow filtration systems typically results in fouling or blockage of the filter membrane, making such methods unsuitable for long-term continuous processes. making it unsuitable as a means for the continuous removal of large impurities from heterogeneous mixtures containing biological products through In contrast, the dynamic filtration devices described herein enable continuous removal of large impurities from heterogeneous mixtures containing biological products without fouling the membranes, as the active target area of the filter membrane is continuously renewed. Additionally, since the entire process of producing and purifying the biological product can be continuous and flow rates ranging from about 0.1 mL/min to about 50 mL/min can be maintained throughout the process, the process equipment and overall process footprint can be in the order of kilograms. It can occupy a much smaller footprint than current standard processes without sacrificing product throughput or yield on a per-year basis. For example, the processes for producing and purifying monoclonal antibodies described herein operate in footprints occupying up to about 30,000 square feet. In contrast, current monoclonal antibody production and downstream processing require a minimum of 200,000 square feet. For example, the flow rate of a process for purifying a biological product ranges from about 1 mL/min to about 10 mL/min. In some instances, the flow rate of the step of continuously removing large impurities from the heterogeneous mixture ranges from about 0.1 mL/min to about 50 mL/min. In another example, the flow rate of the step of continuously removing large impurities from the heterogeneous mixture is equal to the flow rate from the bioreactor discharge line. In another example, a process is provided wherein the flow rate of the step of continuously delivering the filtrate to the first module ranges from about 0.1 mL/min to about 50 mL/min. In another example, a process is provided wherein the flow rate of the step of continuously transferring a fraction comprising biological products from the first outlet to the second module ranges from about 0.1 mL/min to about 50 mL/min.

본원에 기재된 수지 비드(예를 들어, 아가로스)를 이용하는 공정 및 방법의 중요한 이점은, 이러한 시스템이 살균, 재활용, 및/또는 재생을 위해 기존의 고정상 또는 패킹된 수지 컬럼(예를 들어, 표준 크로마토그래피용)을 필요로 하지 않는다는 점을 포함한다. 예를 들어, 이러한 시스템은 작동 중에 수지 비드들의 무한한 표면적을 생성하기 위해 수지 비드들의 재활용 및/또는 재생을 제공하고, 결과적으로 연속적이고 비용 효율적인 방법을 제공한다. 환언하면, 본원에 기재된 모듈은 고정된 결합 또는 회합 능력을 갖지 않는다. 구체적인 예로, 본원에 기재된 바와 같은 생물학적 생성물의 정제 동안 사용되는 수지 비드들은 지속적으로 재활용 및 재생되므로, 생물반응기 배출 라인으로부터의 흐름을 중단하지 않고 동적 여과 모듈 또는 정제 모듈 중 어느 하나에서 이전 단계의 흐름을 수용할 수 있다. 환언하면, 본 발명에 기재된 모듈은 이러한 단계들을 연속적으로 거치기 때문에, 실행 후 살균, 재생, 및/또는 재활용을 위해 유휴 상태로 둘 필요가 없다. 상기 방법은, 현재의 컬럼 크로마토그래피 방법이 컬럼 패킹 제약으로 인해 한정된 컬럼 용량 한계를 가지므로, 연속 입력 흐름을 수용하고 전체 용량에 도달한 컬럼의 재생 및/또는 재활용을 가능하게 하려면 여러 개의 패킹된 컬럼들의 컬럼 전환이 필요하다는 점에서 현재의 연속 크로마토그래피 방법과 다르다. 본원에 기재된 방법의 또 다른 이점은 수지 비드가 고정상에 패킹되지 않고 오히려 수지 비드가 이동한다는 점을 포함한다. 이러한 비드들의 이동성은, 실질적으로 더 많은 수지 비드 표면이 노출되어 자유롭게 결합할 수 있으므로 결합 또는 회합에 사용할 수 있는 수지 비드들의 표면적을 증가시킨다. 추가로, 패킹된 컬럼 내의 수지 비드들은 컬럼을 통과하는 흐름을 생성하기 위해 높은 압력 차이에 노출되는데, 이로 인한 손상이 컬럼을 원하는 수명보다 단축시키는 이유 중 하나이다. 현재 기재된 발명의 이동성 수지 비드들은 실질적으로 더 낮은 압력을 받게 되어 깨지기 쉬운 비드들에게 훨씬 더 부드럽기 때문에 수명을 연장시킨다. 추가로, 이러한 이동성으로 인해 수지 비드들이 재생 완료되고 이들의 초기 상태로 돌아갈 가능성이 높아진다. 이는 또한 수지가 더 효율적으로 이용되기 때문에 본원에 기재된 방법의 비용 효율성을 높인다.An important advantage of the processes and methods using resin beads (eg, agarose) described herein is that these systems can be used with existing stationary phase or packed resin columns (eg, standard for chromatography) is not required. For example, such a system provides for recycling and/or regeneration of resin beads to create an infinite surface area of resin beads during operation, resulting in a continuous and cost effective method. In other words, the modules described herein do not have fixed binding or association capabilities. In a specific example, the resin beads used during the purification of biological products as described herein are continuously recycled and regenerated so that the flow from the previous step in either the dynamic filtration module or the purification module is not stopped without interrupting the flow from the bioreactor discharge line. can accommodate In other words, because the modules described in the present invention pass through these steps sequentially, they do not need to be left idle for sterilization, regeneration, and/or recycling after execution. The method requires several packed layers to accommodate continuous input flow and to allow regeneration and/or recycling of columns that have reached full capacity, as current column chromatography methods have finite column capacity limitations due to column packing constraints. It differs from current continuous chromatography methods in that column switching of columns is required. Another advantage of the methods described herein includes that the resin beads do not pack in the stationary phase, but rather the resin beads move. The mobility of these beads increases the surface area of the resin beads available for bonding or association since substantially more of the resin bead surface is exposed and free to bond. Additionally, the resin beads within the packed column are exposed to high pressure differentials to create flow through the column, which damage is one of the reasons the column shortens its desired life. The mobile resin beads of the presently described invention are subjected to substantially lower pressures and thus are much softer to the fragile beads, thereby extending their lifespan. Additionally, this mobility increases the possibility that the resin beads will complete regeneration and return to their initial state. This also makes the method described herein more cost effective because the resin is used more efficiently.

본원에 기재된 자유 흐름 전기영동을 이용하는 공정 및 방법의 중요한 이점은, 이 시스템이 "생성물 손실 없는" 공정을 나타낸다는 점, 즉, 분리가 수용액 내에서 표적 생물학적 생성물의 물리화학적 특성에 따라 전기장과의 상호작용을 통해 발생하기 때문에 생성물이 수지 또는 다른 정제 모이어티와 상호작용할 필요가 없다는 점이다. 기존의 이온 교환 크로마토그래피와 비교하여 이론적으로 더 높은 순도의 제품을 얻을 수 있기 때문에, 이 접근법의 분해능에서 또 다른 이점이 관찰된다. 추가로, 본질적인 물리화학적 특성에 기반한 분리는, 단백질 또는 이의 단편(폴리펩티드), 항체 또는 이의 단편, 사이토카인, 케모카인, 효소, 성장 인자, 올리고뉴클레오티드, 바이러스, 아데노바이러스, 아데노 관련 바이러스(AAV), 또는 렌티바이러스를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 다양한 생물학적 생성물들의 정제를 위한 이러한 접근법의 유용성을 확장시킨다.An important advantage of the processes and methods using free flow electrophoresis described herein is that the system exhibits a “product loss free” process, i.e., the separation is dependent on the physicochemical properties of the target biological product in an aqueous solution and is dependent on the electrical field. The point is that the product does not have to interact with the resin or other purifying moiety because it occurs via interaction. Another advantage is observed in the resolution of this approach, as compared to conventional ion exchange chromatography, theoretically a higher purity product can be obtained. In addition, separation based on intrinsic physiochemical properties may be performed on proteins or fragments thereof (polypeptides), antibodies or fragments thereof, cytokines, chemokines, enzymes, growth factors, oligonucleotides, viruses, adenoviruses, adeno-associated viruses (AAVs), or lentivirus, but extends the usefulness of this approach for the purification of a variety of biological products.

또한, 모듈식 접근 방식은 다양한 범위의 생물학적 생성물들을 수용하도록 공정 설계의 유연성을 제공한다.In addition, the modular approach provides flexibility in process design to accommodate a wide range of biological products.

동적 여과 모듈, 친화도 기반의 유체 정제 모듈, 및 전하 기반의 유체 정제 모듈 또는 등전점 기반의 유체 정제 모듈 중 적어도 하나를 사용하여 생물학적 생성물을 정제하는 연속 공정A continuous process of purifying a biological product using at least one of a dynamic filtration module, an affinity-based fluid purification module, and a charge-based fluid purification module or an isoelectric point-based fluid purification module.

생물학적 생성물을 정제하는 연속 공정이 설명되어 있으며, 상기 공정은 입력 라인을 통해 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 연속적으로 수용하는 것을 포함하고, 이때 상기 생물학적 생성물은 단백질 또는 이의 단편(폴리펩티드), 항체 또는 이의 단편, 사이토카인, 케모카인, 효소, 또는 성장 인자를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 정제시, 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)은 불순물(예를 들어, 세포, 세포 파편, 응집체, 숙주 세포 단백질, 바람직하지 않은 단백질 및 펩티드, 바람직하지 않은 항체, 바람직하지 않은 핵산 및 올리고뉴클레오티드, 바이러스, 염, 버퍼 구성요소, 계면활성제, 당, 금속 오염물, 침출물, 배지 구성요소, 및/또는 자연적으로 결합된 자연 발생 유기 분자)이 적어도 약 60중량%, 70중량%, 80중량%, 90중량%, 95중량%, 또는 심지어 99중량% 제거될 때 실질적으로 순수하다.A continuous process for purifying a biological product is described, said process comprising continuously receiving through an input line a heterogeneous mixture comprising the biological product, wherein the biological product is a protein or fragment thereof (polypeptide), an antibody or fragments thereof, cytokines, chemokines, enzymes, or growth factors. Upon purification, biological products (e.g., monoclonal antibodies) are free from impurities (e.g., cells, cell debris, aggregates, host cell proteins, undesirable proteins and peptides, undesirable antibodies, undesirable nucleic acids, and oligonucleotides). , viruses, salts, buffer components, surfactants, sugars, metal contaminants, leachates, media components, and/or naturally occurring organic molecules with which they are naturally associated) at least about 60%, 70%, 80% by weight , is substantially pure when 90%, 95%, or even 99% by weight is removed.

상기 공정에는 동적 여과를 통해 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거하는 것이 포함된다. 상기 동적 여과 공정은 부압 하에 입력 라인과 유체 소통하는 적어도 하나의 출력 헤드로부터 동적 여과 모듈로 생물학적 생성물을 연속적으로 공급함으로써 생물학적 생성물을 포함하는 여액을 생성하는 적어도 하나의 동적 여과 모듈을 포함한다. 상기 동적 여과 모듈은 동축 출력 헤드 또는 별도의 단축 출력 헤드를 통해 세척 버퍼를 공급하기 위한 적어도 하나의 추가 입력 라인을 추가로 포함할 수 있다.The process involves the continuous removal of large impurities from the heterogeneous mixture by dynamic filtration. The dynamic filtration process includes at least one dynamic filtration module generating a filtrate comprising biological product by continuously supplying biological product to the dynamic filtration module from at least one output head in fluid communication with an input line under negative pressure. The dynamic filtration module may further include at least one additional input line for supplying wash buffer through a coaxial output head or a separate monoaxial output head.

구현예들에서, 본원에 기재된 공정은 생물반응기(예를 들어, 유가식 생물반응기, 관류 생물반응기, 및 케모스탯 생물반응기)에서 연속적으로 생성되는 생물학적 생성물을 정제하는 것을 포함한다. 예를 들어, 생물반응기는 정상 상태의 세포 배양 성장 조건을 가능하게 하는 생물반응기 공급 라인 및 출력 배출 라인(output bleed line)을 포함하고, 상기 출력 배출 라인은 생물반응기로부터 동적 여과 모듈로의 연속 유체 흐름을 허용하는 입력 라인으로서 기능한다.In embodiments, the processes described herein include purifying biological products produced continuously in bioreactors (eg, fed-batch bioreactors, perfusion bioreactors, and chemostat bioreactors). For example, a bioreactor includes a bioreactor supply line and an output bleed line that enable steady-state cell culture growth conditions, the output bleed line providing continuous fluid flow from the bioreactor to the dynamic filtration module. It serves as an input line allowing flow.

본원에 기재된 바와 같이, 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거하는 공정은 원심분리, 디스크-스택 원심분리, 심층 여과, 정적 여과, 접선 유동 여과, 하이드로사이클론, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지 않는다. "정적 여과"라는 용어는 여과되는 불균질 혼합물이 정적 상태를 유지하는 과정을 지칭하며, 즉, 예를 들어, 필터 멤브레인(또는 심층 필터)이 한정된 용량을 가지며, 멤브레인이 이의 용량에 도달하면 여과 속도가 감소한다(예를 들어, 멤브레인 기공이 막히게 됨). "정적"("동적"과 반대로) 여과에서, 필터 멤브레인은 고정된 상태를 유지하고(이동하지 않음), 흐름(예를 들어, 불균질 혼합물의 흐름)은 고정식 필터 멤브레인을 통과한다. 이러한 정적 여과 방법은 해당 기술 분야에서 통상적이며, 간단하고 잘 알려져 있다.As described herein, processes that continuously remove large impurities from heterogeneous mixtures do not include centrifugation, disk-stack centrifugation, depth filtration, static filtration, tangential flow filtration, hydrocyclones, or any combination thereof. don't The term "static filtration" refers to a process in which the heterogeneous mixture being filtered remains static, i.e., for example, a filter membrane (or depth filter) has a finite capacity and when the membrane reaches its capacity it is filtered. The rate decreases (eg membrane pores become clogged). In “static” (as opposed to “dynamic”) filtration, the filter membrane remains stationary (does not move) and a flow (eg, flow of a heterogeneous mixture) passes through a stationary filter membrane. Such static filtration methods are common in the art, simple and well known.

당업계에서 통상적으로 사용되는 정적 여과 방법과 달리, 본 명세서의 공정은 동적 여과 모듈을 설명하며, 여기에서 동적 여과 모듈의 구성요소들은 필터 멤브레인의 사용되지 않은 새로운 표적 영역에서 여과가 연속적으로 발생할 수 있도록 조정된 방식으로 이동한다(예를 들어, 전체 공정의 유속에 따라 멤브레인이 이동하거나 전진함). 이는 멤브레인 오염 또는 폐색을 막고, 작동 중 필터 케이크 패킹 및 두께를 제어할 수 있도록 한다.Unlike static filtration methods commonly used in the art, the process herein describes a dynamic filtration module, wherein the components of a dynamic filtration module allow filtration to continuously occur in new, unused target areas of the filter membrane. (e.g., the membrane moves or advances depending on the flow rate of the entire process). This prevents membrane fouling or clogging and allows control of filter cake packing and thickness during operation.

동적 여과 모듈은 필터 멤브레인 롤, 멤브레인 지지 구조물, 적어도 하나의 지지 로드 또는 롤러, 진공 라인, 진공 시스템, 및 적어도 하나의 진공 수집 용기를 포함한다.The dynamic filtration module includes a filter membrane roll, a membrane support structure, at least one support rod or roller, a vacuum line, a vacuum system, and at least one vacuum collection vessel.

구현예들에서, 상기 필터 멤브레인 롤은 필터 롤을 포함하며, 이때 상기 필터 멤브레인은 폴리에테르설폰(PES), 친수성 폴리설폰, 셀룰로오스 에스테르, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 친수성 PVDF, 폴리카보네이트, 나일론, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 친수성 PTFE, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.In embodiments, the filter membrane roll comprises a filter roll, wherein the filter membrane is polyethersulfone (PES), hydrophilic polysulfone, cellulose ester, cellulose acetate, polyvinylidene fluoride (PVDF), hydrophilic PVDF, polycarbonate, nylon, polytetrafluoroethylene (PTFE), hydrophilic PTFE, or any combination thereof.

상기 압연 필터 멤브레인의 기공 크기는 정제되는 생물학적 생성물에 따라 달라진다. 예를 들어, 상기 압연 필터 멤브레인의 기공 크기는 0.1μm 내지 1μm의 범위 내에 있다. 대안적으로, 상기 기공 크기는 약 0.2μm 내지 약 0.45μm의 범위 내에 있거나, 상기 기공 크기는 약 0.45μm 미만이다. 다른 예에서, 항체를 정제할 때, 상기 압연 필터 멤브레인의 기공 크기는 0.2μm 내지 약 0.45μm의 범위 내에 있다.The pore size of the rolled filter membrane depends on the biological product being purified. For example, the pore size of the rolled filter membrane is in the range of 0.1 μm to 1 μm. Alternatively, the pore size is in the range of about 0.2 μm to about 0.45 μm, or the pore size is less than about 0.45 μm. In another example, when purifying antibodies, the rolled filter membrane has a pore size in the range of 0.2 μm to about 0.45 μm.

상기 필터 멤브레인 롤은 폭이 약 10mm 내지 약 600mm이다. 예를 들어, 상기 필터 멤브레인 롤의 폭은 동적 여과 시스템 또는 멤브레인 지지 구조물의 크기에 따라 달라질 수 있다.The filter membrane roll has a width of about 10 mm to about 600 mm. For example, the width of the filter membrane roll may vary depending on the size of the dynamic filtration system or membrane support structure.

구현예들에서, 필터 멤브레인 롤은 또한 수집 릴과 소통하는 공급 릴로서 기능하며, 이는 필터 멤브레인이 조립식 롤에서 시작하여 초기에 비어 있는 수집 롤까지 이어져 릴투릴 시스템을 생성함을 의미한다. 측면들에서, 동적 여과 모듈은 공급 릴과 수집 릴 사이에 연장되는 압연 필터 멤브레인을 포함하며, 필터 멤브레인에는 불균질 혼합물을 수용하도록 구성된 활성 표적 영역이 있다. 예를 들어, 공급 릴 이동은 높은 토크로 낮은 멤브레인 수송 속도를 가능하게 하기 위해 분당 회전수(RPM)를 200:1의 비율로 제한하는 기어 박스와 연결되어 있는 Servo 모터에 의해 제어된다. 수집 릴 이동은 높은 토크로 낮은 멤브레인 수송 속도를 가능하게 하기 위해 RPM을 200:1의 비율로 제한하는 기어 박스와 연결되어 있는 Servo 모터에 의해 제어된다. 또한, 공급 릴 모터와 수집 릴 모터는 작동 중에 공급 릴과 수집 릴 모두에서 끊임없이 변화하는 필터 멤브레인 롤의 직경과 일관된 속도를 보장하기 위해 피드백 메커니즘을 작동시키는 폐쇄 루프 컨트롤러에 의해 제어된다. 예를 들어, 공급 릴과 수집 릴은 동일한 속도에서 동일한 방향으로 작동한다.In embodiments, the filter membrane roll also functions as a supply reel in communication with the collection reel, meaning that the filter membrane starts with a prefabricated roll and continues to an initially empty collection roll to create a reel-to-reel system. In aspects, the dynamic filtration module includes a rolled filter membrane extending between the supply reel and the collection reel, the filter membrane having an active target area configured to receive the heterogeneous mixture. For example, feed reel movement is controlled by a servo motor coupled with a gearbox that limits revolutions per minute (RPM) to a ratio of 200:1 to enable low membrane transport speeds with high torque. Collecting reel movement is controlled by a servo motor coupled with a gearbox that limits the RPM to a ratio of 200:1 to enable low membrane transport speeds with high torque. Additionally, the feed reel motor and the collect reel motor are controlled by a closed-loop controller that operates a feedback mechanism to ensure consistent speed with the constantly changing diameter of the filter membrane rolls on both the feed and collect reels during operation. For example, the supply reel and the collection reel run in the same direction at the same speed.

구현예들에서, 필터 멤브레인의 수송 속도는 약 0.1mm/초 내지 약 100mm/초, 바람직하게는 약 0.1mm/초 내지 약 10mm/초 범위이다.In embodiments, the transport rate of the filter membrane ranges from about 0.1 mm/sec to about 100 mm/sec, preferably from about 0.1 mm/sec to about 10 mm/sec.

동적 여과 모듈의 멤브레인 지지 구조물은 정적 마찰 계수가 낮은 재료(예를 들어, PTFE)에서 유래된 기계적으로 평탄한 접촉 표면, 및 진공 라인과 연속되는 개구부를 포함한다. 본원에서 사용된 바와 같이, "멤브레인 지지 구조물"은 필터 멤브레인의 활성 영역에 구조적 지지를 제공하여 진공 라인과 연속되는 개구부로 인해 부압 영역을 통과할 때 변형을 방지하도록 제작된 구성요소를 지칭한다. 또한, 본원에서 사용되는 "기계적으로 평탄한 접촉 표면"은 정적 마찰 계수가 낮아, 특히 젖었을 때 필터 멤브레인의 수송에 반대되는 마찰력이 낮게 생성되는 표면을 지칭한다. 기계적으로 평탄한 접촉 표면은 필터 멤브레인이 동적 방식으로 움직이는 용이성에 영향을 미칠 수 있다. 기계적으로 평탄한 접촉 표면은 또한 표면 거칠기로 측정될 수 있으며, 값이 낮을수록 표면이 더 평탄하다. 또한, 거친 표면은 평탄한 표면보다 표면들 간에 마찰력이 더 크기 때문에, 본원에서 사용되는 기계적으로 평탄한 접촉 표면은 마찰력이 낮은(즉, 정적 마찰 계수가 낮은) 표면을 지칭한다.The membrane support structure of the dynamic filtration module includes a mechanically flat contact surface derived from a material with a low static coefficient of friction (eg PTFE), and an opening continuous with the vacuum line. As used herein, “membrane support structure” refers to a component constructed to provide structural support to the active area of a filter membrane to prevent deformation as it passes through a negative pressure area due to an opening continuous with the vacuum line. Also, as used herein, a “mechanically smooth contact surface” refers to a surface that has a low static coefficient of friction, particularly when wet, that creates a low frictional force opposing the transport of the filter membrane. A mechanically flat contact surface can affect the ease with which the filter membrane moves in a dynamic manner. A mechanically smooth contact surface can also be measured by surface roughness, the lower the value the smoother the surface. Also, because rough surfaces have greater friction between surfaces than smooth surfaces, mechanically smooth contact surfaces as used herein refer to surfaces with low friction (ie, low static coefficient of friction).

구현예들에서, 동적 여과 모듈의 멤브레인 지지 구조물은 개구부를 포함한다. 상기 개구부는, 예를 들어, 메쉬, 적어도 하나의 슬롯, 적어도 하나의 구멍, 프릿, 다공성 물질, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 개구부는 일련의 규칙적이거나 불규칙적으로 이격된 요소들(예를 들어, 메쉬, 적어도 하나의 슬롯, 적어도 하나의 구멍, 또는 이들의 임의의 조합)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 개구부는 규칙적으로 이격된 요소들을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 개구부는 일련의 간격이 동일한 병렬 슬롯들을 포함할 수 있다. 추가로, 상기 개구부는 하나의 그레이트(예를 들어, 상기 기재된 바와 같은 일련의 규칙적이거나 불규칙적으로 이격된 요소들)를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 상기 개구부는 하나 이상의 그레이트를 포함할 수 있으며, 이때 각 그레이트는 수직이다. 상기 개구부는 불규칙하거나 규칙적인 요소들(예를 들어, 일련의 병렬 슬롯들)의 모음일 수 있다. 상기 개구부는 또한 메쉬를 포함할 수 있는데, 이는 분할 두께(split-thickness)이거나 전체 두께이고, 평행한 행들에 있을 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 상기 개구부의 요소들(예를 들어, 메쉬, 적어도 하나의 슬롯, 적어도 하나의 구멍, 프릿, 다공성 물질, 또는 이들의 임의의 조합)은 임의의 원하는 두께일 수 있다. 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 상기 개구부는 약 0.25mm 내지 약 5mm 두께의 메쉬를 포함할 수 있다.In embodiments, the membrane support structure of the dynamic filtration module includes an opening. The opening may include, for example, a mesh, at least one slot, at least one hole, a frit, a porous material, or any combination thereof. For example, the opening may include a series of regularly or irregularly spaced elements (eg, a mesh, at least one slot, at least one hole, or any combination thereof). The opening may also include regularly spaced elements, for example, the opening may include a series of equally spaced parallel slots. Additionally, the opening may comprise a grate (eg, a series of regularly or irregularly spaced elements as described above). In another example, the opening may include one or more grates, where each grate is vertical. The opening may be a collection of irregular or regular elements (eg a series of parallel slots). The openings may also include a mesh, which may be split-thickness or full thickness, and may or may not be in parallel rows. The elements of the opening (eg, mesh, at least one slot, at least one hole, frit, porous material, or any combination thereof) may be of any desired thickness. For example, without intending to be limiting, the openings may include a mesh between about 0.25 mm and about 5 mm thick.

동적 여과 모듈의 멤브레인 지지 구조물에는 온도 제어 메커니즘이 포함되어 있다. 상기 온도 제어 메커니즘은 증발 냉각이 있을 때 약 4℃에서 약 37℃까지의 온도를 유지한다. 예를 들어, 항체를 정제하는 동안, 온도 제어 메커니즘은 15℃ 내지 37℃의 온도를 유지한다. 예시적인 온도 제어 메커니즘은 단일 루프 컨트롤러, 다중 루프 컨트롤러, 폐루프 컨트롤러, PID 컨트롤러, Peltier 소자, 저항 가열 요소, 및/또는 순환하는 물 재킷이 있는 열척을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.The membrane support structure of the dynamic filtration module contains a temperature control mechanism. The temperature control mechanism maintains the temperature from about 4° C. to about 37° C. when there is evaporative cooling. For example, during antibody purification, a temperature control mechanism maintains a temperature between 15°C and 37°C. Exemplary temperature control mechanisms include, but are not limited to, single loop controllers, multiple loop controllers, closed loop controllers, PID controllers, Peltier elements, resistive heating elements, and/or thermal chucks with circulating water jackets.

구현예들에서, 동적 여과 모듈의 적어도 하나의 지지 로드 또는 롤러는 정적 마찰 계수가 낮은 재료(예를 들어, PTFE, PFA)에서 유래된 기계적으로 평탄한 접촉 표면을 갖는다. 예를 들어, 동적 여과 모듈은 멤브레인 지지 구조물을 가로지르는 필터 멤브레인의 이동을 안정화하기 위해 기계적으로 평탄한 접촉 표면을 지닌 적어도 하나의 지지 로드 또는 롤러를 포함한다.In embodiments, at least one support rod or roller of the dynamic filtration module has a mechanically flat contact surface derived from a material with a low static coefficient of friction (eg, PTFE, PFA). For example, the dynamic filtration module includes at least one support rod or roller with a mechanically flat contact surface to stabilize the movement of the filter membrane across the membrane support structure.

구현예들에서, 동적 여과 모듈은 불균질 혼합물의 흐름을 조절하고, 불균질 혼합물을 필터 멤브레인의 표적 영역(예를 들어, 활성 표적 영역)에 분배하기 위한 적어도 하나의 출력 헤드를 포함한다. 예를 들어, 상기 적어도 하나의 출력 헤드는 튜브 또는 슬롯 다이(slot die)이다.In embodiments, the dynamic filtration module includes at least one output head for regulating the flow of the heterogeneous mixture and distributing the heterogeneous mixture to a target area (eg, an active target area) of the filter membrane. For example, the at least one output head is a tube or slot die.

일부 구현예에서, 동적 여과 모듈은 동축 출력 헤드, 별도의 단축 출력 헤드, 별도의 슬롯 다이 출력 헤드, 또는 여러 개의 개구부가 있는 슬롯 다이 출력 헤드를 통해 세척 버퍼를 공급하기 위한 적어도 하나의 추가 입력 라인을 추가로 포함한다.In some embodiments, the dynamic filtration module includes at least one additional input line for supplying wash buffer through a coaxial output head, a separate monoaxial output head, a separate slot die output head, or a slot die output head with multiple openings. additionally includes

일부 구현예에서, 동적 여과 모듈은 코팅 및 컨버팅 산업에 공지된 요소들, 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 능동 또는 수동 에지 가이드, 장력 조절장치(예를 들어, 댄서), 브레이크 및 장력 검출기, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.In some embodiments, the dynamic filtration module may include elements known in the coatings and converting industry, such as, but not intended to be limiting, active or passive edge guides, tension regulators (eg, dancers), brakes and tension detectors; or any combination thereof.

구현예들에서, 동적 여과 모듈은 필터 멤브레인의 활성 표적 영역에 걸쳐 부압을 적용하기 위해 멤브레인 지지 구조물과 연속되는 진공 시스템을 포함하며, 이때 상기 부압은 멤브레인 지지 구조물을 가로질러 필터 멤브레인의 능동 수송을 허용하고, 생물학적 생성물을 포함하는 여액의 수집을 가능하게 한다. 예를 들어, 동적 여과 모듈의 진공 시스템은 연속 여과를 위해 약 -0.05bar 내지 약 -0.98bar의 게이지 압력을 유지한다.In embodiments, a dynamic filtration module includes a vacuum system in continuity with a membrane support structure to apply a negative pressure across an active target area of a filter membrane, wherein the negative pressure causes active transport of the filter membrane across the membrane support structure. and allow collection of filtrate containing biological products. For example, the vacuum system of the dynamic filtration module maintains a gauge pressure of about -0.05 bar to about -0.98 bar for continuous filtration.

구현예들에서, 동적 여과 모듈은 여액을 수집하도록 구성된 적어도 하나의 진공 수집 용기, 및 적어도 하나의 센서 또는 검출기를 추가로 포함한다. 본원에 기재된 측면에서, 동적 여과에 의한 정제 동안, 생물학적 생성물을 포함하는 여액은 부압 하에 약 50mL 내지 약 100L를 수집할 수 있는 진공 수집 용기로 공급된다. 예를 들어, 여액을 수집할 수 있는 진공 수집 용기는 약 1L 내지 약 10L이다. 다른 예에서, 여액을 수집할 수 있는 진공 수집 용기는 약 1L 내지 약 50L이다.In embodiments, the dynamic filtration module further includes at least one vacuum collection vessel configured to collect filtrate, and at least one sensor or detector. In aspects described herein, during purification by dynamic filtration, the filtrate comprising biological products is fed under negative pressure to a vacuum collection vessel capable of collecting about 50 mL to about 100 L. For example, a vacuum collection vessel capable of collecting filtrate is from about 1 L to about 10 L. In another example, the vacuum collection vessel capable of collecting the filtrate is from about 1 L to about 50 L.

구현예들에서, 동적 여과에 의해 불균질 혼합물로부터 큰 불순물(예를 들어, 세포, 세포 파편, 및 응집체)을 연속적으로 제거하는 공정은 기공 크기가 서로 다른 적어도 2개의 개별 압연 필터 멤브레인을 사용하는 다단계 여과를 포함한다. 예를 들어, 이러한 다단계 동적 여과 공정은 기공 크기가 작은(예를 들어, 0.2μm) 압연 필터 멤브레인을 갖는 적어도 하나의 제2 동적 여과 장치와 유체 소통하는 기공 크기가 큰(예를 들어, 0.45μm) 압연 필터 멤브레인을 갖는 적어도 하나의 제1 동적 여과 장치를 포함하며, 이로써 생물학적 생성물을 포함하는 여액이 생성된다.In embodiments, the process of continuously removing large impurities (e.g., cells, cell debris, and aggregates) from a heterogeneous mixture by dynamic filtration uses at least two separate rolled filter membranes of different pore sizes. It includes multi-stage filtration. For example, such a multi-stage dynamic filtration process may include a large pore size (eg, 0.2 μm) rolled filter membrane in fluid communication with at least one second dynamic filtration device having a small pore size (eg, 0.2 μm). ) at least one first dynamic filtration device having a rolled filter membrane, whereby a filtrate comprising biological products is produced.

본원에 기재된 공정은 용액을 생물학적 생성물을 포함하는 적어도 하나의 분획을 포함하는 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 여액을 연속적으로 전달하는 것을 포함한다. 예를 들어, 용액을 2개 이상의 분획들로 분리하는 것은 생물학적 생성물을 포함하는 적어도 하나의 분획, 및 작은 불순물을 포함하는 적어도 하나의 다른 분획을 포함할 수 있다. 본원에 기재된 바와 같이, 상기 제1 모듈은 친화도 기반의 유체 정제 장치를 포함한다. "친화도 기반의 유체 정제 장치"는 선택적인 표면 고정 리간드가 적어도 하나의 하이브리드 유체 소자 또는 칩(예를 들어, 마이크로유체, 메조유체, 밀리유체, 매크로유체)으로 정제될 생물학적 생성물을 인식하고 결합하는 분자 구조적 결합 상호작용(예를 들어, 리간드-수용체 상호작용)을 이용하는 것을 기반으로 하는 정제 기술을 지칭한다. 예를 들어, 제1 모듈은 적어도 하나의 제1 유입구와 적어도 하나의 제1 유출구를 가지며, 제1 유입구와 제1 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된다.The process described herein involves continuously passing the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions comprising at least one fraction comprising a biological product. For example, separating a solution into two or more fractions may include at least one fraction comprising biological products, and at least one other fraction comprising minor impurities. As described herein, the first module includes an affinity-based fluid purification device. An "affinity-based fluid purification device" is one in which an optional surface immobilized ligand recognizes and binds to a biological product to be purified with at least one hybrid fluidic device or chip (e.g., microfluidic, mesofluidic, millifluidic, macrofluidic). refers to a purification technology based on exploiting molecular structural binding interactions (eg, ligand-receptor interactions) to For example, the first module has at least one first inlet and at least one first outlet and is configured to allow continuous fluid flow between the first inlet and the first outlet.

구현예들에서, 친화도 기반의 유체 정제 장치는 자성 수지 비드들의 현탁액을 추가로 포함한다. 자성 수지 비드들의 표면은, 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 항원 단백질, 단백질, 수용체, 항체, 또는 압타머와 연결되어 있다. 친화성 자성 수지 비드들로 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)을 연속적으로 정제하면 기존 친화성 컬럼 크로마토그래피(예를 들어, 단백질 A 친화성 크로마토그래피)의 번거로운 처리 단계들을 피할 수 있다.In embodiments, the affinity-based fluid purification device further comprises a suspension of magnetic resin beads. The surfaces of the magnetic resin beads are linked to, for example and without limitation, protein A, protein G, protein L, antigenic protein, protein, receptor, antibody, or aptamer. Continuous purification of biological products (eg, monoclonal antibodies) with affinity magnetic resin beads avoids cumbersome processing steps of conventional affinity column chromatography (eg, Protein A affinity chromatography).

구현예들에서, 친화도 기반의 유체 정제 장치의 자성 수지 비드들의 직경은 약 0.2마이크론 내지 약 200마이크론이다. 상기 자성 수지 비드들의 직경은 정제되는 생물학적 생성물과 공정의 유속에 따라 달라질 수 있다. 또한, 상기 자성 수지 비드들의 농도는 0.01중량% 내지 25중량%의 범위에 있을 수 있다. 예를 들어, 자성 수지 비드들의 농도는 약 1중량%일 수 있다. 다른 예에서, 자성 수지 비드들의 결합 능력은 비드 농도, 표면적 대 부피 비율, 친화성 리간드 밀도, 또는 이들의 임의의 조합의 함수이다. 또 다른 예에서, 자성 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.In embodiments, the diameter of the magnetic resin beads of the affinity-based fluid purification device is between about 0.2 microns and about 200 microns. The diameter of the magnetic resin beads may vary depending on the biological product to be purified and the flow rate of the process. In addition, the concentration of the magnetic resin beads may be in the range of 0.01% by weight to 25% by weight. For example, the concentration of magnetic resin beads may be about 1% by weight. In another example, the binding capacity of magnetic resin beads is a function of bead concentration, surface area to volume ratio, affinity ligand density, or any combination thereof. In another example, magnetic resin beads can be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

친화도 기반의 유체 정제 장치의 적어도 하나의 하이브리드 유체 소자 또는 칩은, 예를 들어, 마이크로유체, 메조유체, 밀리유체, 매크로유체 소자 또는 칩, 또는 이들의 임의의 조합을 지칭할 수 있다. 일부 예에서, 상기 유체 소자 또는 칩은 하이브리드 마이크로유체 소자 또는 칩, 예를 들어, 직교류 유체 역학의 기능과 자기영동(magnetophoretic) 및 유전영동 능력을 결합한 마이크로유체 소자이며, 여기서 상기 직교류 유체 역학은 마이크로채널 설계에 의해 제어되고, 상기 자기영동은 외부 자기장을 통해 수행되며, 상기 유전영동은 유전영동 전극을 통해 수행된다. 측면들에서, 유전영동 전극과 외부 자기장의 조합은 직교류 마이크로채널에서 자성 수지 비드들의 유동 경로를 조작하여 높은 유속(예를 들어, 0.5mL/분 이상)에서 효율적인 정제를 가능하게 하는 데 사용되며, 이는 유속이 통상적으로 μL/hr 또는 μL/분으로 제한되는 마이크로유체 역학 분야에서는 현재 실현되지 않는 현상이다. 다른 예에서, 하이브리드 유체는 직교류 유체 역학의 기능과 자기영동 및 음파영동(acoustophoretic) 능력을 결합한 마이크로유체 소자이며, 여기서 상기 직교류 유체 역학은 마이크로 채널 설계에 의해 제어되고, 상기 자기영동은 외부 자기장을 통해 수행되며, 상기 음파영동은 압전 변환기 또는 결정(crystal)을 통해 수행된다. 측면들에서, 압전 변환기와 외부 자기장의 조합은 직교류 마이크로채널에서 자성 수지 비드들의 유동 경로를 조작하여 높은 유속(예를 들어, 0.5mL/분 이상)에서 효율적인 정제를 가능하게 하는 데 사용되며, 이는 유속이 통상적으로 μL/hr 또는 μL/분으로 제한되는 마이크로유체 역학 분야에서는 현재 실현되지 않는 현상이다.The at least one hybrid fluidic element or chip of the affinity-based fluid purification device may refer to, for example, a microfluidic, mesofluidic, millifluidic, macrofluidic element or chip, or any combination thereof. In some examples, the fluidic device or chip is a hybrid microfluidic device or chip, eg, a microfluidic device that combines the functionality of cross-flow fluid dynamics with magnetophoretic and dielectrophoretic capabilities, wherein the cross-flow fluid dynamics is controlled by a microchannel design, the magnetophoresis is performed through an external magnetic field, and the dielectrophoresis is performed through a dielectrophoretic electrode. In aspects, a combination of a dielectrophoretic electrode and an external magnetic field is used to manipulate the flow path of magnetic resin beads in a cross-flow microchannel to enable efficient purification at high flow rates (e.g., 0.5 mL/min or greater); , which is a currently unrealized phenomenon in the field of microfluidic dynamics where flow rates are typically limited to μL/hr or μL/min. In another example, a hybrid fluid is a microfluidic device that combines the functionality of cross-flow fluid dynamics with magnetophortic and acoustophoretic capabilities, wherein the cross-flow fluid dynamics are controlled by a microchannel design and the magnetophoretic is externally It is carried out through a magnetic field, and the phonophoresis is carried out through a piezoelectric transducer or crystal. In aspects, a combination of a piezoelectric transducer and an external magnetic field is used to manipulate the flow path of magnetic resin beads in a cross-flow microchannel to enable efficient purification at high flow rates (e.g., 0.5 mL/min or greater); This is a currently unrealized phenomenon in the field of microfluidic dynamics where flow rates are typically limited to μL/hr or μL/min.

구현예들에서, 친화도 기반의 유체 정제 모듈은 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 농축하고 버퍼 교환하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 작동하는 적어도 하나의 접선 유동 여과 시스템을 추가로 포함한다.In embodiments, the affinity-based fluid purification module further comprises at least one tangential flow filtration system operating in a fed-batch or per-through mode to concentrate and buffer exchange a fraction comprising a biological product.

본원에 기재된 공정은 또한, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 상기 제2 모듈은 전하 기반의 유체 정제 장치를 포함한다. 본원에 사용된 바와 같은 "전하 기반의 유체 정제 장치"는, 예를 들어, 적어도 하나의 하이브리드 유체 소자 또는 칩(예를 들어, 마이크로유체, 메조유체, 밀리유체, 매크로유체 소자 또는 칩, 또는 이들의 임의의 조합)을 사용하여 생물학적 분자를 이의 표면 전하, 이온 특성, 정전기적 상호작용, 또는 등전점에 기반하여 정제하는 것을 포함한다. 본원에 기재된 바와 같이, 전하 기반의 유체 정제 장치는 양전하 기반의 유체 정제 장치, 음전하 기반의 유체 정제 장치, 또는 이들의 조합을 포함한다. 예를 들어, 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구와 적어도 하나의 제2 유출구를 가지며, 제2 유입구와 제2 유출구 사이에서 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된다.The processes described herein also include a biological product from at least one first outlet of the first module into a second module having at least one inlet for receiving flow from the at least one first outlet of the first module. wherein the second module comprises a charge-based fluid purification device. As used herein, a "charge-based fluid purification device" means, for example, at least one hybrid fluidic device or chip (e.g., a microfluidic, mesofluidic, millifluidic, macrofluidic device or chip, or any of these any combination of) to purify a biological molecule based on its surface charge, ionic properties, electrostatic interactions, or isoelectric point. As described herein, charge-based fluid purification devices include positive charge-based fluid purification devices, negative charge-based fluid purification devices, or combinations thereof. For example, the second module has at least one second inlet and at least one second outlet and is configured to allow continuous fluid flow between the second inlet and the second outlet.

구현예들에서, 전하 기반의 유체 정제 장치는 자성 수지 비드들의 현탁액을 추가로 포함한다. 예를 들어, 자성 수지 비드들의 표면은 각각 양전하 기반의 유체 정제 또는 음전하 기반의 유체 정제를 가능하게 하기 위해 특정 pH 및 이온 강도에서 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 회합하도록 구성된 양이온성 또는 음이온성 작용기를 포함할 수 있다. 이온성 자성 수지 비드들로 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)을 연속적으로 정제하면 기존의 이온 교환 컬럼 크로마토그래피(예를 들어, 양이온 교환 또는 음이온 교환 크로마토그래피)의 번거로운 처리 단계들을 피할 수 있다.In embodiments, the charge-based fluid purification device further comprises a suspension of magnetic resin beads. For example, the surface of the magnetic resin beads comprises cationic or anionic functional groups configured to selectively associate with the biological product at a specific pH and ionic strength to enable positive charge-based fluid purification or negative charge-based fluid purification, respectively. can do. Continuous purification of biological products (e.g., monoclonal antibodies) with ionic magnetic resin beads avoids cumbersome processing steps of conventional ion exchange column chromatography (e.g., cation exchange or anion exchange chromatography). .

구현예들에서, 전하 기반의 유체 정제 장치의 자성 수지 비드들의 직경은 약 0.2마이크론 내지 약 200마이크론이다. 상기 자성 수지 비드들의 직경은 정제되는 생물학적 생성물과 공정의 유속에 따라 달라질 수 있다. 또한, 상기 자성 수지 비드들의 농도는 0.01중량% 내지 25중량%의 범위에 있을 수 있다. 예를 들어, 자성 수지 비드들의 농도는 약 1중량%일 수 있다. 다른 예에서, 자성 수지 비드들의 전하 또는 정전기적 회합 용량은 비드 농도, 표면적 대 부피 비율, 표면 전하 밀도, 순 전하, 또는 이들의 임의의 조합의 함수이다. 또 다른 예에서, 자성 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.In embodiments, the diameter of the magnetic resin beads of the charge-based fluid purification device is between about 0.2 microns and about 200 microns. The diameter of the magnetic resin beads may vary depending on the biological product to be purified and the flow rate of the process. In addition, the concentration of the magnetic resin beads may be in the range of 0.01% by weight to 25% by weight. For example, the concentration of magnetic resin beads may be about 1% by weight. In another example, the charge or electrostatic association capacity of magnetic resin beads is a function of bead concentration, surface area to volume ratio, surface charge density, net charge, or any combination thereof. In another example, magnetic resin beads can be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

전하 기반의 유체 정제 장치의 적어도 하나의 하이브리드 유체 소자 또는 칩은, 예를 들어, 마이크로유체, 메조유체, 밀리유체, 매크로유체 소자 또는 칩, 또는 이들의 임의의 조합을 지칭할 수 있다. 일부 예에서, 상기 유체 소자 또는 칩은 하이브리드 마이크로유체 소자 또는 칩, 예를 들어, 직교류 유체 역학의 기능과 자기영동(magnetophoretic) 및 유전영동 능력을 결합한 마이크로유체 소자이며, 여기서 상기 직교류 유체 역학은 마이크로채널 설계에 의해 제어되고, 상기 자기영동은 외부 자기장을 통해 수행되며, 상기 유전영동은 유전영동 전극을 통해 수행된다. 측면들에서, 유전영동 전극과 외부 자기장의 조합은 직교류 마이크로채널에서 자성 수지 비드들의 유동 경로를 조작하여 높은 유속(예를 들어, 0.5mL/분 이상)에서 효율적인 정제를 가능하게 하는 데 사용되며, 이는 유속이 통상적으로 μL/hr 또는 μL/분으로 제한되는 마이크로유체 역학 분야에서는 현재 실현되지 않는 현상이다. 다른 예에서, 하이브리드 유체는 직교류 유체 역학의 기능과 자기영동 및 음파영동(acoustophoretic) 능력을 결합한 마이크로유체 소자이며, 여기서 상기 직교류 유체 역학은 마이크로 채널 설계에 의해 제어되고, 상기 자기영동은 외부 자기장을 통해 수행되며, 상기 음파영동은 압전 변환기 또는 결정(crystal)을 통해 수행된다. 측면들에서, 압전 변환기와 외부 자기장의 조합은 직교류 마이크로채널에서 자성 수지 비드들의 유동 경로를 조작하여 높은 유속(예를 들어, 0.5mL/분 이상)에서 효율적인 정제를 가능하게 하는 데 사용되며, 이는 유속이 통상적으로 μL/hr 또는 μL/분으로 제한되는 마이크로유체 역학 분야에서는 현재 실현되지 않는 현상이다.The at least one hybrid fluidic element or chip of the charge-based fluid purification device may refer to, for example, a microfluidic, mesofluidic, millifluidic, macrofluidic element or chip, or any combination thereof. In some examples, the fluidic device or chip is a hybrid microfluidic device or chip, eg, a microfluidic device that combines the functionality of cross-flow fluid dynamics with magnetophoretic and dielectrophoretic capabilities, wherein the cross-flow fluid dynamics is controlled by a microchannel design, the magnetophoresis is performed through an external magnetic field, and the dielectrophoresis is performed through a dielectrophoretic electrode. In aspects, a combination of a dielectrophoretic electrode and an external magnetic field is used to manipulate the flow path of magnetic resin beads in a cross-flow microchannel to enable efficient purification at high flow rates (e.g., 0.5 mL/min or greater); , which is a currently unrealized phenomenon in the field of microfluidic dynamics where flow rates are typically limited to μL/hr or μL/min. In another example, a hybrid fluid is a microfluidic device that combines the functionality of cross-flow fluid dynamics with magnetophortic and acoustophoretic capabilities, wherein the cross-flow fluid dynamics are controlled by a microchannel design and the magnetophoretic is externally It is carried out through a magnetic field, and the phonophoresis is carried out through a piezoelectric transducer or crystal. In aspects, a combination of a piezoelectric transducer and an external magnetic field is used to manipulate the flow path of magnetic resin beads in a cross-flow microchannel to enable efficient purification at high flow rates (e.g., 0.5 mL/min or greater); This is a currently unrealized phenomenon in the field of microfluidic dynamics where flow rates are typically limited to μL/hr or μL/min.

구현예들에서, 전하 기반의 유체 정제 모듈은 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 농축하고 버퍼 교환하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 작동하는 적어도 하나의 접선 유동 여과 시스템을 추가로 포함한다.In embodiments, the charge-based fluid purification module further comprises at least one tangential flow filtration system operating in a fed-batch or per-through mode to concentrate and buffer exchange the fraction comprising the biological product.

본원에 기재된 구현예들에서, 제1(친화도 기반의 유체 정제) 및/또는 제2(전하 기반의 유체 정제) 모듈들 중 하나 또는 둘 다의 자성 수지 비드들은 재활용 및 재사용된다. 예를 들어, 상기 비드들은 생물학적 생성물을 정제하기 위해 적어도 2회, 3회, 4회, 또는 그 이상 재사용될 수 있다.In embodiments described herein, the magnetic resin beads of one or both of the first (affinity-based fluid purification) and/or second (charge-based fluid purification) modules are recycled and reused. For example, the beads can be reused at least 2, 3, 4, or more times to purify a biological product.

대안적으로, 본원에 기재된 공정은 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 상기 제2 모듈은 자유 흐름 전기영동 장치를 포함한다. 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 수성 이온 용액을 갖는 자유 흐름 전기영동 장치는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)을 정제하기 위한 전하 기반의 자성 정제 모듈(들) 대신에 또는 이에 추가하여 사용될 수 있다.Alternatively, the processes described herein may direct the biological product from at least one first outlet of a first module to a second module having at least one inlet for receiving the flow from the at least one first outlet of the first module. wherein the second module comprises a free flow electrophoresis device. A free flow electrophoretic device having a fluidic channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and an aqueous ionic solution provides a charge for purifying a biological product (e.g., a monoclonal antibody). based magnetic purification module(s) may be used in place of or in addition to it.

예를 들어, 2개의 병렬판들의 용액 접촉 표면은 유리, 세라믹, 플라스틱, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 예에서, 수성 이온 용액은 주 분리 채널을 가로질러 pH 구배를 발생시킬 수 있다. 다른 예에서, 수성 이온 용액은 주 분리 채널을 가로질러 일정한 pH를 부여할 수 있다.For example, the solution contacting surfaces of the two parallel plates include glass, ceramic, plastic, or any combination thereof. In some instances, an aqueous ionic solution may generate a pH gradient across the main separation channel. In another example, an aqueous ionic solution may impart a constant pH across the main separation channel.

구현예들에서, 자유 흐름 전기영동 장치에는 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 pH 구배를 포함하는 적어도 하나의 유체 소자가 있다. 예를 들어, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 대략적인 pH 구배(예를 들어, 대략적인 pH 구배는 약 2 내지 약 10의 pH 범위일 수 있음)를 포함하는 적어도 하나의 제1 유체 소자; 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 미세한 pH 구배(예를 들어, 미세한 pH 구배는 약 5 내지 약 8의 pH 범위일 수 있음)를 포함하는 적어도 하나의 제2 유체 소자를 포함한다. 예를 들어, 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하는 추가의 후속 유체 소자들 또는 칩들을 사용하여 주 분리 채널을 가로지르는 pH 구배를 추가로 리파이닝(refining)할 수 있다(예를 들어, 약 7.1 내지 약 7.6의 pH 범위).In embodiments, a free flow electrophoresis device has at least one fluid element comprising a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a pH gradient. For example, an isoelectric point-based fluid purification module may have a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and an approximate pH gradient across the main separating channel (eg, the approximate pH gradient may range from about 2 to about 10); and a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a fine pH gradient across the main separating channel (e.g., the fine pH gradient is a pH of about 5 to about 8). and at least one second fluid element including a range). For example, adding a pH gradient across the main separation channel using additional subsequent fluidic devices or chips comprising a fluidic channel created between two parallel plates and an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow. (e.g., pH range of about 7.1 to about 7.6).

다른 구현예에서, 자유 흐름 전기영동 장치에는 띠전기영동 또는 전하 분리 작동 모드에서 작동하기 위해 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하고, pH 구배가 없는 적어도 하나의 유체 소자가 있다. 예를 들어, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 일정한 염기성 pH(예를 들어, pH 7 초과)를 포함하는 적어도 하나의 제1 유체 소자; 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 일정한 산성 pH(예를 들어, pH 7 미만)를 포함하는 적어도 하나의 제2 유체 소자를 포함한다.In another embodiment, a free flow electrophoretic device includes a fluid channel created between two parallel plates for operating in a bandelectrophoresis or charge separation mode of operation and an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, wherein the pH There is at least one fluid element with no gradient. For example, an isoelectric point-based fluid purification module includes a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient orthogonal to the direction of fluid flow, and a constant basic pH (e.g., greater than pH 7). at least one first fluid element; and at least one second fluid element comprising a fluid channel created between the two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a constant acidic pH (eg, less than pH 7). .

다른 구현예에서, 자유 흐름 전기영동 장치에는 등속 전기영동 작동 모드로 작동하기 위해 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 스페이서 용액(예를 들어, NaCl 용액)에 의해 분리되어 있는 산성 pH 구배 및 염기성 pH 구배 둘 모두를 포함하는 적어도 하나의 유체 소자가 있다.In another embodiment, a free flow electrophoretic device includes a fluid channel created between two parallel plates to operate in an isokinetic electrophoretic mode of operation, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a spacer solution (e.g. , NaCl solution) and at least one fluidic element comprising both an acidic pH gradient and a basic pH gradient.

다른 구현예에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하는 적어도 하나의 제1 자유 흐름 전기영동 장치, 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하는 적어도 하나의 제2 자유 흐름 전기영동 장치를 포함하며, 이때 각각의 소자는 직렬로 연결되어 있고, 정제를 가능하게 하는 독립적인 작동 모드에서 작동할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 제1 자유 흐름 전기영동 장치는 등전 집속 모드에서 작동할 수 있고, 적어도 하나의 제2 자유 흐름 전기영동 장치는 등속 전기영동 모드에서 작동하여 분리 분해능을 높일 수 있다.In another embodiment, the isoelectric point-based fluid purification module includes at least one first free flow electrophoresis device comprising a fluid channel created between two parallel plates and an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and 2 at least one second free flow electrophoretic device comprising a fluid channel created between two parallel plates and an electric field or electric field gradient orthogonal to the direction of fluid flow, wherein each element is connected in series; can operate in an independent operating mode that enables For example, at least one first free-flow electrophoresis device may operate in an isoelectric focusing mode and at least one second free-flow electrophoresis device may operate in an isokinetic mode to increase separation resolution.

다른 구현예에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 규정된 단방향 힘을 유도할 수 있는 적어도 하나의 유전영동 전극을 갖는 유체 채널을 포함하는 적어도 하나의 제1 유체 소자; 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 대략적인 pH 구배(예를 들어, 약 2 내지 약 10의 pH 범위)를 포함하는 적어도 하나의 제2 자유 흐름 전기영동 장치; 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 미세한 pH 구배(예를 들어, 약 5 내지 약 8의 pH 범위)를 포함하는 적어도 하나의 제3 자유 흐름 전기영동 장치를 포함한다. 예를 들어, 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하는 추가의 후속 유체 소자들 또는 칩들을 사용하여 주 분리 채널을 가로지르는 pH 구배를 추가로 리파이닝(refining)할 수 있다(예를 들어, 약 7.1 내지 약 7.6의 pH 범위).In another embodiment, an isoelectric based fluid purification module includes at least one first fluid element comprising a fluid channel having at least one dielectrophoretic electrode capable of inducing a defined unidirectional force; A fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and an approximate pH gradient across the main separating channel (e.g., in the pH range of about 2 to about 10). at least one second free flow electrophoresis device comprising; and a fluid channel created between the two parallel plates, an electric field or electric field gradient orthogonal to the direction of fluid flow, and a fine pH gradient (e.g., in the pH range of about 5 to about 8) across the main separating channel. and at least one third free flow electrophoresis device. For example, adding a pH gradient across the main separation channel using additional subsequent fluidic devices or chips comprising a fluidic channel created between two parallel plates and an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow. (e.g., pH range of about 7.1 to about 7.6).

구현예들에서, 등전점 기반 유체 정제 장치는 양극 또는 음극으로서 기능하기 위해 적어도 2개의 전극들(예를 들어, 백금선 전극)을 추가로 포함한다.In embodiments, the isoelectric point-based fluid purification device further includes at least two electrodes (eg, a platinum wire electrode) to function as an anode or cathode.

구현예들에서, 등전점 기반 유체 정제 장치 내의 배압은 채널 형상 및 치수, 유입구 및 유출구 개구부 및/또는 튜빙 직경, 및 입력 유속에 따라 달라진다. 예를 들어, 상기 배압은 약 0.5psi 내지 약 10psi 범위이다. 일부 예에서, 상기 배압은, 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 니들 밸브에 의해 제어된다.In embodiments, back pressure within an isoelectric point-based fluid purification device depends on channel shape and dimensions, inlet and outlet openings and/or tubing diameters, and input flow rate. For example, the back pressure ranges from about 0.5 psi to about 10 psi. In some examples, the back pressure is controlled by, for example, without intending to limit, a needle valve.

구현예들에서, 등전점 기반 유체 정제 장치는 인가 전압 하에 전극 채널에서 발생하는 O2 및 H2 가스 기포를 연속적으로 제거하기 위한 적어도 하나의 기포 제거 시스템을 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 전기분해 기포를 제거하는 것은 실질적으로 오랜 기간 동안 연속적인 작동을 가능하게 하는 데 필수적이다. 예를 들어, 기포 제거 시스템은 소수성 PTFE 멤브레인을 이용하여, 진공 시스템으로의 노출에 의해 발생 지점에서 전기분해 기포를 지속적으로 제거할 수 있는 전극 채널 위에 방수 밀봉부를 생성한다. 예를 들어, 진공 게이지 압력은 약 -0.05bar 내지 약 -0.4bar 범위이다.In embodiments, the isoelectric point-based fluid purification device further includes at least one bubble removal system for continuously removing O 2 and H 2 gas bubbles generated in the electrode channel under an applied voltage. In some embodiments, the removal of electrolysis bubbles is essential to enable continuous operation for substantially long periods of time. For example, a bubble removal system uses a hydrophobic PTFE membrane to create a watertight seal over an electrode channel that can continuously remove electrolytic bubbles at the point of origin by exposure to a vacuum system. For example, the vacuum gauge pressure ranges from about -0.05 bar to about -0.4 bar.

구현예들에서, 등전점 기반 유체 정제 장치는 온도 제어 및 주울 열방산을 가능하게 하도록 능동 냉각 시스템 또는 히트 싱크(예를 들어, Peltier 소자, 순환하는 물/프로필렌 글리콜 재킷이 있는 열척)를 추가로 포함한다. 예를 들어, 능동 냉각 시스템은 약 4℃ 내지 약 50℃, 바람직하게는 약 4℃ 내지 약 37℃의 범위에서 냉각 및/또는 열방산을 제어할 수 있다. 이상적으로는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)을 분리할 때, 온도는 약 10℃ 내지 약 25℃로 유지된다. 예를 들어, 능동 냉각 시스템은 냉각된 순환하는 물/프로필렌 글리콜 재킷을 포함하는 알루미늄 열척을 포함한다.In embodiments, the isoelectric point-based fluid purification device further includes an active cooling system or heat sink (e.g., a Peltier element, a thermal chuck with a circulating water/propylene glycol jacket) to enable temperature control and Joule heat dissipation. do. For example, the active cooling system can control cooling and/or heat dissipation in the range of about 4°C to about 50°C, preferably about 4°C to about 37°C. Ideally, the temperature is maintained between about 10° C. and about 25° C. when isolating biological products (eg, monoclonal antibodies). For example, an active cooling system includes an aluminum thermal chuck with a cooled circulating water/propylene glycol jacket.

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 버퍼 또는 양쪽성 전해질 시스템을 포함한다.In embodiments, an isoelectric point based fluid purification module includes at least one buffer or amphoteric electrolyte system.

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 전극 용액을 포함한다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 전극 용액은, 예를 들어, 각각 인산 및 수산화나트륨과 같은 양극 또는 음극과 접촉하여 적절한 기능을 가능하게 하도록 구성된 전해질 용액을 포함한다. 다른 구현예에서, 적어도 하나의 전극 용액은 주 분리 채널, 양극 채널, 및 음극 채널을 통해 흐르는 예를 들어, Tris 완충 식염수와 같은, 양극 또는 음극과 접촉하여 적절한 기능을 가능하게 하도록 구성된 적어도 하나의 양쪽성 전해질 용액을 포함한다.In embodiments, an isoelectric point based fluid purification module includes at least one electrode solution. In some embodiments, the at least one electrode solution comprises an electrolyte solution configured to enable proper functioning in contact with an anode or cathode, for example phosphoric acid and sodium hydroxide, respectively. In other embodiments, at least one electrode solution is configured to contact the anode or cathode to enable proper function, such as Tris buffered saline, flowing through the main separator channel, the anode channel, and the cathode channel. Contains an amphoteric electrolyte solution.

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 센서 또는 검출기를 포함한다. 예를 들어, 적어도 하나의 센서 또는 검출기는 인라인으로 배치된다. 일부 예에서, 적어도 하나의 센서 또는 검출기는 유동 센서, 온도 센서, 전도도 센서, pH 센서, 굴절률 검출기, UV 검출기, 또는 배압 센서를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.In embodiments, an isoelectric based fluid purification module includes at least one sensor or detector. For example, at least one sensor or detector is arranged in-line. In some examples, the at least one sensor or detector includes, but is not limited to, a flow sensor, temperature sensor, conductivity sensor, pH sensor, refractive index detector, UV detector, or back pressure sensor.

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 액체 회로 차단기를 포함하거나, 상기 장치의 다운스트림과 적어도 하나의 인라인 센서 또는 검출기의 업스트림을 단절하여 무전압 용액에서 감지 또는 검출을 수행할 수 있도록 한다.In embodiments, an isoelectric point-based fluid purification module includes at least one liquid circuit breaker or disconnects downstream of the device and upstream of at least one in-line sensor or detector to perform sensing or detection in a voltage-free solution. make it possible

현재 청구된 공정은, 예를 들어, 단백질 또는 이의 단편(폴리펩티드), 항체 또는 이의 단편, 사이토카인, 케모카인, 효소, 또는 성장 인자와 같은 생물학적 생성물을 정제하기 위한 현재의 다운스트림 방법들 및 공정들에 비해 많은 이점을 제공한다. 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 본원에 기재된 공정은, 처리량과 수율을 유지하면서, 배치식, 단일 사용, 또는 반연속 단클론 항체를 제조하는 기존 접근 방식과 비교할 때, 생산 시설 풋프린트, 시설 구축 및 검증에 필요한 시간, 시설 구축과 관련된 비용, 및 자본 설비 지출을 크게 줄이는 단클론 항체를 정제하기 위한 연속적인 바이오프로세스를 제공한다. 본원에 기재된 바와 같은 연속 바이오프로세싱은, 연속적으로 작동할 수 있는 능력으로 인해, 기존 다운스트림 바이오프로세싱의 원심분리, 심층 여과, 및 컬럼 크로마토그래피 단계들에 필요한 대형 공정 장비 - 이의 크기는 큰 생물반응기 부피에 좌우됨 -가 필요하지 않기 때문에 더 작고 간소화된 장비(예를 들어, 더 작은 생물반응기 부피 및 다운스트림 바이오프로세스 장비)를 사용할 수 있도록 한다. 또한, 연속적으로 작동하는 더 작고 간소화된 장비는 정상 상태에서 단클론 항체를 생산하는 훨씬 더 작은 생물반응기(들)를 사용할 수 있도록 한다. 본원에 기재된 바와 같은 연속 바이오프로세스는 또한, 기존의 단클론 항체 제조 접근법과 비교할 때 운영 비용, 전체 바이오프로세스 라인 중단 시간, 및 생물학적 생성물 손실을 현저히 줄일 수 있다. 마지막으로, 생물학적 생성물을 정제하기 위한 본원에 기재된 공정은 킬로그램/년 기준으로 제품 처리량 또는 수율을 희생하지 않고도 현재 기술보다 훨씬 적은 평방 피트를 차지하는 풋프린트를 갖는 시스템에서 수행된다.The presently claimed process is compatible with current downstream methods and processes for purifying biological products such as, for example, proteins or fragments thereof (polypeptides), antibodies or fragments thereof, cytokines, chemokines, enzymes, or growth factors. It offers many advantages over For example, without intending to be limiting, the processes described herein can reduce production facility footprint, facility build-up, when compared to existing approaches to making batch, single use, or semi-continuous monoclonal antibodies while maintaining throughput and yield. and a continuous bioprocess for purifying monoclonal antibodies that significantly reduces the time required for validation, costs associated with facility construction, and capital equipment expenditure. Continuous bioprocessing as described herein, due to its ability to operate continuously, requires large process equipment - the size of which is large bioreactors - for the centrifugation, depth filtration, and column chromatography steps of existing downstream bioprocessing. Volume dependent - allows for the use of smaller and streamlined equipment (eg, smaller bioreactor volume and downstream bioprocess equipment) since no volume dependent is required. Additionally, smaller and streamlined equipment that operates continuously allows the use of much smaller bioreactor(s) that produce monoclonal antibodies at steady state. A continuous bioprocess as described herein can also significantly reduce operating costs, overall bioprocess line downtime, and biological product loss when compared to existing monoclonal antibody manufacturing approaches. Finally, the processes described herein for purifying biological products are performed in systems having a footprint that occupies significantly fewer square feet than current technologies without sacrificing product throughput or yield on a kilograms per year basis.

본원에 기재된 공정 및 방법의 이점은 멤브레인 오염 또는 폐색 없이 큰 불순물(예를 들어, 세포, 세포 파편, 및 응집체)을 제거하는 능력을 포함한다. 예를 들어, 기존의 여과 또는 접선 유동 여과 시스템을 사용하여 세포 배양 배지로부터 세포, 세포 파편, 및 응집체를 정화하는 것은 통상적으로 필터 멤브레인의 오염 또는 폐색을 초래하여, 이러한 방법이 장기간의 연속 공정을 통해 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거하는 수단으로 적합하지 않게 만든다. 이와 달리, 본원에 기재된 동적 여과 장치는 필터 멤브레인의 활성 표적 영역이 지속적으로 새로워지기 때문에, 멤브레인을 오염시키지 않으면서, 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거할 수 있도록 한다. 추가로, 생물학적 생성물을 생산하고 정제하는 전 과정이 연속적일 수 있고, 전 과정에 걸쳐 약 0.1mL/분 내지 약 50mL/분 범위의 유속을 유지할 수 있기 때문에, 공정 장비 및 전체 공정 풋프린트는 킬로그램/년 기준으로 제품 처리량 또는 수율을 희생하지 않고도 현재 표준 공정보다 훨씬 더 작은 풋프린트를 차지할 수 있다. 예를 들어, 본원에 기재된 단클론 항체를 생산 및 정제하는 공정은 최대 약 30,000평방피트를 차지하는 풋프린트에서 작동된다. 이와 달리, 현재의 단클론 항체 생산 및 다운스트림 공정에는 최소 200,000평방피트가 필요하다. 예를 들어, 생물학적 생성물을 정제하는 공정의 유속은 약 1mL/분 내지 약 10mL/분 범위이다. 일부 예에서, 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거하는 단계의 유속은 약 0.1mL/분 내지 약 50mL/분 범위이다. 다른 예에서, 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거하는 단계의 유속은 생물반응기 배출 라인으로부터의 유속과 동일하다. 다른 예에서, 여액을 제1 모듈로 연속적으로 전달하는 단계의 유속이 약 0.1mL/분 내지 약 50mL/분의 범위에 있는 공정이 제공된다. 또 다른 예에서, 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 제1 유출구로부터 제2 모듈로 연속적으로 전달하는 단계의 유속이 약 0.1mL/분 내지 약 50mL/분의 범위에 있는 공정이 제공된다. 또한, 하이브리드 마이크로유체 소자를 사용하여 약 0.1mL/분 내지 약 50mL/분 범위의 유속으로 생물학적 생성물을 정제하는 과정에 대한 능력은 유속이 통상적으로 μL/hr 또는 μL/분으로 제한되는 마이크로유체 역학 분야에서는 현재 실현되지 않는 현상이다.Advantages of the processes and methods described herein include the ability to remove large impurities (eg, cells, cell debris, and aggregates) without membrane fouling or clogging. For example, clarification of cells, cell debris, and aggregates from cell culture media using conventional filtration or tangential flow filtration systems typically results in fouling or blockage of the filter membrane, making such methods unsuitable for long-term continuous processes. making it unsuitable as a means for the continuous removal of large impurities from heterogeneous mixtures containing biological products through In contrast, the dynamic filtration devices described herein enable continuous removal of large impurities from heterogeneous mixtures containing biological products without fouling the membranes, as the active target area of the filter membrane is continuously renewed. Additionally, since the entire process of producing and purifying the biological product can be continuous and flow rates ranging from about 0.1 mL/min to about 50 mL/min can be maintained throughout the process, the process equipment and overall process footprint can be in the order of kilograms. It can occupy a much smaller footprint than current standard processes without sacrificing product throughput or yield on a per-year basis. For example, the processes for producing and purifying monoclonal antibodies described herein operate in footprints occupying up to about 30,000 square feet. In contrast, current monoclonal antibody production and downstream processing require a minimum of 200,000 square feet. For example, the flow rate of a process for purifying a biological product ranges from about 1 mL/min to about 10 mL/min. In some instances, the flow rate of the step of continuously removing large impurities from the heterogeneous mixture ranges from about 0.1 mL/min to about 50 mL/min. In another example, the flow rate of the step of continuously removing large impurities from the heterogeneous mixture is equal to the flow rate from the bioreactor discharge line. In another example, a process is provided wherein the flow rate of the step of continuously delivering the filtrate to the first module ranges from about 0.1 mL/min to about 50 mL/min. In another example, a process is provided wherein the flow rate of the step of continuously transferring a fraction comprising biological products from the first outlet to the second module ranges from about 0.1 mL/min to about 50 mL/min. Additionally, the ability for processes to purify biological products at flow rates ranging from about 0.1 mL/min to about 50 mL/min using hybrid microfluidic devices is due to microfluidic dynamics where flow rates are typically limited to μL/hr or μL/min. This is a phenomenon that is currently unrealized in the field.

본원에 기재된 자성 수지 비드(예를 들어, 자성 아가로스)를 이용하는 공정 및 방법의 중요한 이점은, 이러한 시스템이 살균, 재활용, 및/또는 재생을 위해 기존의 고정상 또는 패킹된 수지 컬럼(예를 들어, 표준 크로마토그래피용)을 필요로 하지 않는다는 점을 포함한다. 예를 들어, 이러한 시스템은 작동 중에 자성 수지 비드들의 무한한 표면적을 생성하기 위해 자성 수지 비드들의 재활용 및/또는 재생을 제공하고, 결과적으로 연속적이고 비용 효율적인 방법을 제공한다. 환언하면, 본원에 기재된 모듈은 고정된 결합 또는 회합 능력을 갖지 않는다. 구체적인 예로, 본원에 기재된 바와 같은 생물학적 생성물의 정제 동안 사용되는 자성 수지 비드들은 지속적으로 재활용 및 재생되므로, 생물반응기 배출 라인으로부터의 흐름을 중단하지 않고 동적 여과 모듈 또는 정제 모듈 중 어느 하나에서 이전 단계의 흐름을 수용할 수 있다. 환언하면, 본 발명에 기재된 모듈은 이러한 단계들을 연속적으로 거치기 때문에, 실행 후 살균, 재생, 및/또는 재활용을 위해 유휴 상태로 둘 필요가 없다. 상기 방법은, 현재의 컬럼 크로마토그래피 방법이 수지 패킹 제약으로 인해 한정된 컬럼 용량 한계를 가지므로, 연속 입력 흐름을 수용하고 전체 용량에 도달한 컬럼의 재생 및/또는 재활용을 가능하게 하려면 여러 개의 패킹된 컬럼들의 컬럼 전환이 필요하다는 점에서 현재의 연속 크로마토그래피 방법과 다르다. 본원에 기재된 방법의 또 다른 이점은 자성 수지 비드들이 고정상으로 패킹되지 않고, 오히려 자성 수지 비드들이 이동한다는 점을 포함한다. 이러한 비드들의 이동성은, 실질적으로 더 많은 자성 수지 비드 표면이 노출되어 자유롭게 결합할 수 있으므로 결합 또는 회합에 사용할 수 있는 자성 수지 비드들의 표면적을 증가시킨다. 추가로, 패킹된 컬럼 내의 수지 비드들은 컬럼을 통과하는 흐름을 생성하기 위해 높은 압력 차이에 노출되는데, 이로 인한 손상이 컬럼을 원하는 수명보다 단축시키는 이유 중 하나이다. 현재 기재된 발명의 이동성 수지 비드들은 실질적으로 더 낮은 압력을 받게 되어 깨지기 쉬운 비드들에게 훨씬 더 부드럽기 때문에 수명을 연장시킨다. 추가로, 이러한 이동성으로 인해 자성 수지 비드들이 재생 완료되고 이들의 초기 상태로 돌아갈 가능성이 높아진다. 이는 또한 수지가 더 효율적으로 이용되기 때문에 본원에 기재된 방법의 비용 효율성을 높인다.An important advantage of the processes and methods using magnetic resin beads (eg, magnetic agarose) described herein is that such systems can be used in existing stationary phase or packed resin columns (eg, magnetic agarose) for sterilization, recycling, and/or regeneration. , for standard chromatography). For example, such a system provides recycling and/or regeneration of magnetic resin beads to create an infinite surface area of magnetic resin beads during operation, resulting in a continuous and cost effective method. In other words, the modules described herein do not have fixed binding or association capabilities. In a specific example, the magnetic resin beads used during the purification of biological products as described herein are continuously recycled and regenerated, so that the flow from the bioreactor discharge line is not interrupted in either the dynamic filtration module or the purification module from the previous step. flow can be accommodated. In other words, because the modules described in the present invention pass through these steps sequentially, they do not need to be left idle for sterilization, regeneration, and/or recycling after execution. The method requires several packed layers to accommodate a continuous input flow and enable regeneration and/or recycling of columns that have reached full capacity, as current column chromatography methods have limited column capacity limitations due to resin packing constraints. It differs from current continuous chromatography methods in that column switching of columns is required. Another advantage of the method described herein includes that the magnetic resin beads do not pack into a stationary phase, but rather the magnetic resin beads move. The mobility of these beads increases the surface area of the magnetic resin beads available for bonding or association since substantially more of the magnetic resin bead surface is exposed and free to bond. Additionally, the resin beads within the packed column are exposed to high pressure differentials to create flow through the column, which damage is one of the reasons the column shortens its desired life. The mobile resin beads of the presently described invention are subjected to substantially lower pressures and thus are much softer to the fragile beads, thereby extending their lifespan. In addition, this mobility increases the possibility that the magnetic resin beads will complete regeneration and return to their initial state. This also makes the method described herein more cost effective because the resin is used more efficiently.

본원에 기재된 자유 흐름 전기영동을 이용하는 공정 및 방법의 중요한 이점은, 이 시스템이 "생성물 손실 없는" 공정을 나타낸다는 점, 즉, 분리가 수용액 내에서 표적 생물학적 생성물의 물리화학적 특성에 따라 전기장과의 상호작용을 통해 발생하기 때문에 생성물이 수지 또는 다른 정제 모이어티와 상호작용할 필요가 없다는 점이다. 기존의 이온 교환 크로마토그래피와 비교하여 이론적으로 더 높은 순도의 제품을 얻을 수 있기 때문에, 이 접근법의 분해능에서 또 다른 이점이 관찰된다. 추가로, 본질적인 물리화학적 특성에 기반한 분리는, 단백질 또는 이의 단편(폴리펩티드), 항체 또는 이의 단편, 사이토카인, 케모카인, 효소, 성장 인자, 올리고뉴클레오티드, 바이러스, 아데노바이러스, 아데노 관련 바이러스(AAV), 또는 렌티바이러스를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 다양한 생물학적 생성물들의 정제를 위한 이러한 접근법의 유용성을 확장시킨다.An important advantage of the processes and methods using free flow electrophoresis described herein is that the system represents a "product loss free" process, i.e., the separation is dependent on the physicochemical properties of the target biological product in an aqueous solution and is dependent on the electrical field. The point is that the product does not have to interact with the resin or other purifying moiety because it occurs via interaction. Another advantage is observed in the resolution of this approach, as compared to conventional ion exchange chromatography, theoretically a higher purity product can be obtained. In addition, separation based on essential physiochemical properties can be performed on proteins or fragments thereof (polypeptides), antibodies or fragments thereof, cytokines, chemokines, enzymes, growth factors, oligonucleotides, viruses, adenoviruses, adeno-associated viruses (AAVs), or lentivirus, but extends the usefulness of this approach for the purification of a variety of biological products, including but not limited to.

또한, 모듈식 접근 방식은 다양한 범위의 생물학적 생성물들을 수용하도록 공정 설계의 유연성을 제공한다.In addition, the modular approach provides flexibility in process design to accommodate a wide range of biological products.

동적 여과 모듈, 친화도 기반 TFF 정제 모듈, 및 전하 기반 TFF 정제 모듈 또는 등전점 기반의 유체 정제 모듈 중 적어도 하나를 사용하여 생물학적 생성물을 정제하는 연속 공정A continuous process for purifying a biological product using at least one of a dynamic filtration module, an affinity-based TFF purification module, and a charge-based TFF purification module or an isoelectric point-based fluid purification module.

생물학적 생성물을 정제하는 연속 공정이 설명되어 있으며, 상기 공정은 입력 라인을 통해 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 연속적으로 수용하는 것을 포함하고, 이때 상기 생물학적 생성물은 단백질 또는 이의 단편(폴리펩티드), 항체 또는 이의 단편, 사이토카인, 케모카인, 효소, 또는 성장 인자를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 정제시, 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)은 불순물(예를 들어, 세포, 세포 파편, 응집체, 숙주 세포 단백질, 바람직하지 않은 단백질 및 펩티드, 바람직하지 않은 항체, 바람직하지 않은 핵산 및 올리고뉴클레오티드, 바이러스, 염, 버퍼 구성요소, 계면활성제, 당, 금속 오염물, 침출물, 배지 구성요소, 및/또는 자연적으로 결합된 자연 발생 유기 분자)이 적어도 60중량%, 70중량%, 80중량%, 90중량%, 95중량%, 또는 심지어 99중량% 제거될 때 실질적으로 순수하다.A continuous process for purifying a biological product is described, said process comprising continuously receiving through an input line a heterogeneous mixture comprising the biological product, wherein the biological product is a protein or fragment thereof (polypeptide), an antibody or fragments thereof, cytokines, chemokines, enzymes, or growth factors. Upon purification, biological products (e.g., monoclonal antibodies) are free from impurities (e.g., cells, cell debris, aggregates, host cell proteins, undesirable proteins and peptides, undesirable antibodies, undesirable nucleic acids, and oligonucleotides). , viruses, salts, buffer components, surfactants, sugars, metal contaminants, leachates, media components, and/or naturally occurring organic molecules with which they are naturally associated) at least 60%, 70%, 80%, It is substantially pure when 90%, 95%, or even 99% by weight is removed.

상기 공정에는 동적 여과를 통해 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거하는 것이 포함된다. 상기 동적 여과 공정은 부압 하에 입력 라인과 유체 소통하는 적어도 하나의 출력 헤드로부터 동적 여과 모듈로 생물학적 생성물을 연속적으로 공급함으로써 생물학적 생성물을 포함하는 여액을 생성하는 적어도 하나의 동적 여과 모듈을 포함한다. 상기 동적 여과 모듈은 동축 출력 헤드 또는 별도의 단축 출력 헤드를 통해 세척 버퍼를 공급하기 위한 적어도 하나의 추가 입력 라인을 추가로 포함할 수 있다.The process involves the continuous removal of large impurities from the heterogeneous mixture by dynamic filtration. The dynamic filtration process includes at least one dynamic filtration module generating a filtrate comprising biological product by continuously supplying biological product to the dynamic filtration module from at least one output head in fluid communication with an input line under negative pressure. The dynamic filtration module may further include at least one additional input line for supplying wash buffer through a coaxial output head or a separate monoaxial output head.

구현예들에서, 본원에 기재된 공정은 생물반응기(예를 들어, 유가식 생물반응기, 관류 생물반응기, 및 케모스탯 생물반응기)에서 연속적으로 생성되는 생물학적 생성물을 정제하는 것을 포함한다. 예를 들어, 생물반응기는 정상 상태의 세포 배양 성장 조건을 가능하게 하는 생물반응기 공급 라인 및 출력 배출 라인(output bleed line)을 포함하고, 상기 출력 배출 라인은 생물반응기로부터 동적 여과 모듈로의 연속 유체 흐름을 허용하는 입력 라인으로서 기능한다.In embodiments, the processes described herein include purifying biological products produced continuously in bioreactors (eg, fed-batch bioreactors, perfusion bioreactors, and chemostat bioreactors). For example, a bioreactor includes a bioreactor supply line and an output bleed line that enable steady-state cell culture growth conditions, the output bleed line providing continuous fluid flow from the bioreactor to the dynamic filtration module. It serves as an input line allowing flow.

본원에 기재된 바와 같이, 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거하는 공정은 원심분리, 디스크-스택 원심분리, 심층 여과, 정적 여과, 접선 유동 여과, 하이드로사이클론, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지 않는다. "정적 여과"라는 용어는 여과되는 불균질 혼합물이 정적 상태를 유지하는 과정을 지칭하며, 즉, 예를 들어, 필터 멤브레인(또는 심층 필터)이 한정된 용량을 가지며, 멤브레인이 이의 용량에 도달하면 여과 속도가 감소한다(예를 들어, 멤브레인 기공이 막히게 됨). "정적"("동적"과 반대로) 여과에서, 필터 멤브레인은 고정된 상태를 유지하고(이동하지 않음), 흐름(예를 들어, 불균질 혼합물의 흐름)은 고정식 필터 멤브레인을 통과한다. 이러한 정적 여과 방법은 해당 기술 분야에서 통상적이며, 간단하고 잘 알려져 있다.As described herein, processes that continuously remove large impurities from heterogeneous mixtures do not include centrifugation, disk-stack centrifugation, depth filtration, static filtration, tangential flow filtration, hydrocyclones, or any combination thereof. don't The term "static filtration" refers to a process in which the heterogeneous mixture being filtered remains static, i.e., for example, a filter membrane (or depth filter) has a finite capacity and when the membrane reaches its capacity, it is filtered. The rate decreases (eg membrane pores become clogged). In "static" (as opposed to "dynamic") filtration, the filter membrane remains stationary (does not move) and a flow (eg, flow of a heterogeneous mixture) passes through a stationary filter membrane. Such static filtration methods are common in the art, simple and well known.

당업계에서 통상적으로 사용되는 정적 여과 방법과 달리, 본 명세서의 공정은 동적 여과 모듈을 설명하며, 여기에서 동적 여과 모듈의 구성요소들은 필터 멤브레인의 사용되지 않은 새로운 표적 영역에서 여과가 연속적으로 발생할 수 있도록 조정된 방식으로 이동한다(예를 들어, 전체 공정의 유속에 따라 멤브레인이 이동하거나 전진함). 이는 멤브레인 오염 또는 폐색을 막고, 작동 중 필터 케이크 패킹 및 두께를 제어할 수 있도록 한다.Unlike the static filtration methods commonly used in the art, the process herein describes a dynamic filtration module, wherein the components of a dynamic filtration module allow filtration to continuously occur in new, unused target areas of the filter membrane. (e.g., the membrane moves or advances depending on the flow rate of the entire process). This prevents membrane fouling or clogging and allows control of filter cake packing and thickness during operation.

동적 여과 모듈은 필터 멤브레인 롤, 멤브레인 지지 구조물, 적어도 하나의 지지 로드 또는 롤러, 진공 라인, 진공 시스템, 및 적어도 하나의 진공 수집 용기를 포함한다.The dynamic filtration module includes a filter membrane roll, a membrane support structure, at least one support rod or roller, a vacuum line, a vacuum system, and at least one vacuum collection vessel.

구현예들에서, 상기 필터 멤브레인 롤은 필터 롤을 포함하며, 이때 상기 필터 멤브레인은 폴리에테르설폰(PES), 친수성 폴리설폰, 셀룰로오스 에스테르, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 친수성 PVDF, 폴리카보네이트, 나일론, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 친수성 PTFE, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.In embodiments, the filter membrane roll comprises a filter roll, wherein the filter membrane is polyethersulfone (PES), hydrophilic polysulfone, cellulose ester, cellulose acetate, polyvinylidene fluoride (PVDF), hydrophilic PVDF, polycarbonate, nylon, polytetrafluoroethylene (PTFE), hydrophilic PTFE, or any combination thereof.

상기 압연 필터 멤브레인의 기공 크기는 정제되는 생물학적 생성물에 따라 달라진다. 예를 들어, 상기 압연 필터 멤브레인의 기공 크기는 0.1μm 내지 1μm의 범위 내에 있다. 대안적으로, 상기 기공 크기는 약 0.2μm 내지 약 0.45μm의 범위 내에 있거나, 상기 기공 크기는 약 0.45μm 미만이다. 다른 예에서, 항체를 정제할 때, 상기 압연 필터 멤브레인의 기공 크기는 0.2μm 내지 약 0.45μm의 범위 내에 있다.The pore size of the rolled filter membrane depends on the biological product being purified. For example, the pore size of the rolled filter membrane is in the range of 0.1 μm to 1 μm. Alternatively, the pore size is in the range of about 0.2 μm to about 0.45 μm, or the pore size is less than about 0.45 μm. In another example, when purifying antibodies, the rolled filter membrane has a pore size in the range of 0.2 μm to about 0.45 μm.

상기 필터 멤브레인 롤은 폭이 약 10mm 내지 약 600mm이다. 예를 들어, 상기 필터 멤브레인 롤의 폭은 동적 여과 시스템 또는 멤브레인 지지 구조물의 크기에 따라 달라질 수 있다.The filter membrane roll has a width of about 10 mm to about 600 mm. For example, the width of the filter membrane roll may vary depending on the size of the dynamic filtration system or membrane support structure.

구현예들에서, 필터 멤브레인 롤은 또한 수집 릴과 소통하는 공급 릴로서 기능하며, 이는 필터 멤브레인이 조립식 롤에서 시작하여 초기에 비어 있는 수집 롤까지 이어져 릴투릴 시스템을 생성함을 의미한다. 측면들에서, 동적 여과 모듈은 공급 릴과 수집 릴 사이에 연장되는 압연 필터 멤브레인을 포함하며, 필터 멤브레인에는 불균질 혼합물을 수용하도록 구성된 활성 표적 영역이 있다. 예를 들어, 공급 릴 이동은 높은 토크로 낮은 멤브레인 수송 속도를 가능하게 하기 위해 분당 회전수(RPM)를 200:1의 비율로 제한하는 기어 박스와 연결되어 있는 Servo 모터에 의해 제어된다. 수집 릴 이동은 높은 토크로 낮은 멤브레인 수송 속도를 가능하게 하기 위해 RPM을 200:1의 비율로 제한하는 기어 박스와 연결되어 있는 Servo 모터에 의해 제어된다. 또한, 공급 릴 모터와 수집 릴 모터는 작동 중에 공급 릴과 수집 릴 모두에서 끊임없이 변화하는 필터 멤브레인 롤의 직경과 일관된 속도를 보장하기 위해 피드백 메커니즘을 작동시키는 폐쇄 루프 컨트롤러에 의해 제어된다. 예를 들어, 공급 릴과 수집 릴은 동일한 속도에서 동일한 방향으로 작동한다.In embodiments, the filter membrane roll also functions as a supply reel in communication with the collection reel, meaning that the filter membrane starts with a prefabricated roll and continues to an initially empty collection roll to create a reel-to-reel system. In aspects, the dynamic filtration module includes a rolled filter membrane extending between the supply reel and the collection reel, the filter membrane having an active target area configured to receive the heterogeneous mixture. For example, feed reel movement is controlled by a servo motor coupled with a gearbox that limits revolutions per minute (RPM) to a ratio of 200:1 to enable low membrane transport speeds with high torque. Collecting reel movement is controlled by a servo motor coupled with a gearbox that limits the RPM to a ratio of 200:1 to enable low membrane transport speeds with high torque. Additionally, the feed reel motor and the collect reel motor are controlled by a closed-loop controller that operates a feedback mechanism to ensure consistent speed with the constantly changing diameter of the filter membrane rolls on both the feed and collect reels during operation. For example, the supply reel and the collection reel run in the same direction at the same speed.

구현예들에서, 필터 멤브레인의 수송 속도는 약 0.1mm/초 내지 약 100mm/초, 바람직하게는 약 0.1mm/초 내지 약 10mm/초 범위이다.In embodiments, the transport rate of the filter membrane ranges from about 0.1 mm/sec to about 100 mm/sec, preferably from about 0.1 mm/sec to about 10 mm/sec.

동적 여과 모듈의 멤브레인 지지 구조물은 정적 마찰 계수가 낮은 재료(예를 들어, PTFE)에서 유래된 기계적으로 평탄한 접촉 표면, 및 진공 라인과 연속되는 개구부를 포함한다. 본원에서 사용된 바와 같이, "멤브레인 지지 구조물"은 필터 멤브레인의 활성 영역에 구조적 지지를 제공하여 진공 라인과 연속되는 개구부로 인해 부압 영역을 통과할 때 변형을 방지하도록 제작된 구성요소를 지칭한다. 또한, 본원에서 사용되는 "기계적으로 평탄한 접촉 표면"은 정적 마찰 계수가 낮아, 특히 젖었을 때 필터 멤브레인의 수송에 반대되는 마찰력이 낮게 생성되는 표면을 지칭한다. 기계적으로 평탄한 접촉 표면은 필터 멤브레인이 동적 방식으로 움직이는 용이성에 영향을 미칠 수 있다. 기계적으로 평탄한 접촉 표면은 또한 표면 거칠기로 측정될 수 있으며, 값이 낮을수록 표면이 더 평탄하다. 또한, 거친 표면은 평탄한 표면보다 표면들 간에 마찰력이 더 크기 때문에, 본원에서 사용되는 기계적으로 평탄한 접촉 표면은 마찰력이 낮은(즉, 정적 마찰 계수가 낮은) 표면을 지칭한다.The membrane support structure of the dynamic filtration module includes a mechanically flat contact surface derived from a material with a low static coefficient of friction (eg PTFE), and an opening continuous with the vacuum line. As used herein, “membrane support structure” refers to a component constructed to provide structural support to the active area of a filter membrane to prevent deformation as it passes through a negative pressure area due to an opening continuous with the vacuum line. Also, as used herein, a “mechanically smooth contact surface” refers to a surface that has a low static coefficient of friction, particularly when wet, that creates a low frictional force opposing the transport of the filter membrane. A mechanically flat contact surface can affect the ease with which the filter membrane moves in a dynamic manner. A mechanically smooth contact surface can also be measured by surface roughness, the lower the value the smoother the surface. Also, because rough surfaces have greater friction between surfaces than smooth surfaces, mechanically smooth contact surfaces as used herein refer to surfaces with low friction (ie, low static coefficient of friction).

구현예들에서, 동적 여과 모듈의 멤브레인 지지 구조물은 개구부를 포함한다. 상기 개구부는, 예를 들어, 메쉬, 적어도 하나의 슬롯, 적어도 하나의 구멍, 프릿, 다공성 물질, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 개구부는 일련의 규칙적이거나 불규칙적으로 이격된 요소들(예를 들어, 메쉬, 적어도 하나의 슬롯, 적어도 하나의 구멍, 또는 이들의 임의의 조합)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 개구부는 규칙적으로 이격된 요소들을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 개구부는 일련의 간격이 동일한 병렬 슬롯들을 포함할 수 있다. 추가로, 상기 개구부는 하나의 그레이트(예를 들어, 상기 기재된 바와 같은 일련의 규칙적이거나 불규칙적으로 이격된 요소들)를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 상기 개구부는 하나 이상의 그레이트를 포함할 수 있으며, 이때 각 그레이트는 수직이다. 상기 개구부는 불규칙하거나 규칙적인 요소들(예를 들어, 일련의 병렬 슬롯들)의 모음일 수 있다. 상기 개구부는 또한 메쉬를 포함할 수 있는데, 이는 분할 두께(split-thickness)이거나 전체 두께이고, 평행한 행들에 있을 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 상기 개구부의 요소들(예를 들어, 메쉬, 적어도 하나의 슬롯, 적어도 하나의 구멍, 프릿, 다공성 물질, 또는 이들의 임의의 조합)은 임의의 원하는 두께일 수 있다. 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 상기 개구부는 약 0.25mm 내지 약 5mm 두께의 메쉬를 포함할 수 있다.In embodiments, the membrane support structure of the dynamic filtration module includes an opening. The opening may include, for example, a mesh, at least one slot, at least one hole, a frit, a porous material, or any combination thereof. For example, the opening may include a series of regularly or irregularly spaced elements (eg, a mesh, at least one slot, at least one hole, or any combination thereof). The opening may also include regularly spaced elements, for example, the opening may include a series of equally spaced parallel slots. Additionally, the opening may comprise a grate (eg, a series of regularly or irregularly spaced elements as described above). In another example, the opening may include one or more grates, where each grate is vertical. The opening may be a collection of irregular or regular elements (eg a series of parallel slots). The openings may also include a mesh, which may be split-thickness or full thickness, and may or may not be in parallel rows. The elements of the opening (eg, mesh, at least one slot, at least one hole, frit, porous material, or any combination thereof) may be of any desired thickness. For example, without intending to be limiting, the openings may include a mesh between about 0.25 mm and about 5 mm thick.

동적 여과 모듈의 멤브레인 지지 구조물에는 온도 제어 메커니즘이 포함되어 있다. 상기 온도 제어 메커니즘은 증발 냉각이 있는 경우 4℃ 내지 37℃의 온도를 유지한다. 예를 들어, 항체를 정제하는 동안, 온도 조절 메커니즘은 15℃ 내지 37℃의 온도를 유지한다. 예시적인 온도 제어 메커니즘은 단일 루프 컨트롤러, 다중 루프 컨트롤러, 폐루프 컨트롤러, PID 컨트롤러, Peltier 소자, 저항 가열 요소, 및/또는 순환하는 물 재킷이 있는 열척을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.The membrane support structure of the dynamic filtration module contains a temperature control mechanism. The temperature control mechanism maintains a temperature between 4°C and 37°C with evaporative cooling. For example, during antibody purification, a temperature control mechanism maintains a temperature between 15°C and 37°C. Exemplary temperature control mechanisms include, but are not limited to, single loop controllers, multiple loop controllers, closed loop controllers, PID controllers, Peltier elements, resistive heating elements, and/or thermal chucks with circulating water jackets.

구현예들에서, 동적 여과 모듈의 적어도 하나의 지지 로드 또는 롤러는 정적 마찰 계수가 낮은 재료(예를 들어, PTFE, PFA)에서 유래된 기계적으로 평탄한 접촉 표면을 갖는다. 예를 들어, 동적 여과 모듈은 멤브레인 지지 구조물을 가로지르는 필터 멤브레인의 이동을 안정화하기 위해 기계적으로 평탄한 접촉 표면을 지닌 적어도 하나의 지지 로드 또는 롤러를 포함한다.In embodiments, at least one support rod or roller of the dynamic filtration module has a mechanically flat contact surface derived from a material with a low static coefficient of friction (eg, PTFE, PFA). For example, the dynamic filtration module includes at least one support rod or roller with a mechanically flat contact surface to stabilize the movement of the filter membrane across the membrane support structure.

구현예들에서, 동적 여과 모듈은 불균질 혼합물의 흐름을 조절하고, 불균질 혼합물을 필터 멤브레인의 활성 표적 영역에 분배하기 위한 적어도 하나의 출력 헤드를 포함한다. 예를 들어, 상기 적어도 하나의 출력 헤드는 튜브 또는 슬롯 다이(slot die)이다.In embodiments, the dynamic filtration module includes at least one output head for regulating the flow of the heterogeneous mixture and distributing the heterogeneous mixture to an active target area of the filter membrane. For example, the at least one output head is a tube or slot die.

일부 구현예에서, 동적 여과 모듈은 동축 출력 헤드, 별도의 단축 출력 헤드, 별도의 슬롯 다이 출력 헤드, 또는 여러 개의 개구부가 있는 슬롯 다이 출력 헤드를 통해 세척 버퍼를 공급하기 위한 적어도 하나의 추가 입력 라인을 추가로 포함한다.In some embodiments, the dynamic filtration module includes at least one additional input line for supplying wash buffer through a coaxial output head, a separate monoaxial output head, a separate slot die output head, or a slot die output head with multiple openings. additionally includes

일부 구현예에서, 동적 여과 모듈은 코팅 및 컨버팅 산업에 공지된 요소들, 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 능동 또는 수동 에지 가이드, 장력 조절장치(예를 들어, 댄서), 브레이크 및 장력 검출기, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.In some embodiments, the dynamic filtration module may include elements known in the coatings and converting industry, such as, but not intended to be limiting, active or passive edge guides, tension regulators (eg, dancers), brakes and tension detectors; or any combination thereof.

구현예들에서, 동적 여과 모듈은 필터 멤브레인의 활성 표적 영역에 걸쳐 부압을 적용하기 위해 멤브레인 지지 구조물과 연속되는 진공 시스템을 포함하며, 이때 상기 부압은 멤브레인 지지 구조물을 가로질러 필터 멤브레인의 능동 수송을 허용하고, 생물학적 생성물을 포함하는 여액의 수집을 가능하게 한다. 예를 들어, 동적 여과 모듈의 진공 시스템은 연속 여과를 위해 약 -0.05bar 내지 약 -0.98bar의 게이지 압력을 유지한다.In embodiments, a dynamic filtration module includes a vacuum system in continuity with a membrane support structure to apply a negative pressure across an active target area of a filter membrane, wherein the negative pressure causes active transport of the filter membrane across the membrane support structure. and allow collection of filtrate containing biological products. For example, the vacuum system of the dynamic filtration module maintains a gauge pressure of about -0.05 bar to about -0.98 bar for continuous filtration.

구현예들에서, 동적 여과 모듈은 여액을 수집하도록 구성된 적어도 하나의 진공 수집 용기, 및 적어도 하나의 센서 또는 검출기를 추가로 포함한다. 본원에 기재된 측면에서, 동적 여과에 의한 정제 동안, 생물학적 생성물을 포함하는 여액은 부압 하에 약 50mL 내지 약 100L를 수집할 수 있는 진공 수집 용기로 공급된다. 예를 들어, 여액을 수집할 수 있는 진공 수집 용기는 약 1L 내지 약 10L이다. 다른 예에서, 여액을 수집할 수 있는 진공 수집 용기는 약 1L 내지 약 50L이다.In embodiments, the dynamic filtration module further includes at least one vacuum collection vessel configured to collect filtrate, and at least one sensor or detector. In aspects described herein, during purification by dynamic filtration, the filtrate comprising biological products is fed under negative pressure to a vacuum collection vessel capable of collecting about 50 mL to about 100 L. For example, a vacuum collection vessel capable of collecting filtrate is from about 1 L to about 10 L. In another example, the vacuum collection vessel capable of collecting the filtrate is from about 1 L to about 50 L.

구현예들에서, 동적 여과에 의해 불균질 혼합물로부터 큰 불순물(예를 들어, 세포, 세포 파편, 및 응집체)을 연속적으로 제거하는 공정은 기공 크기가 서로 다른 적어도 2개의 개별 압연 필터 멤브레인을 사용하는 다단계 여과를 포함한다. 예를 들어, 이러한 다단계 동적 여과 공정은 기공 크기가 작은(예를 들어, 0.2μm) 압연 필터 멤브레인을 갖는 적어도 하나의 제2 동적 여과 장치와 유체 소통하는 기공 크기가 큰(예를 들어, 0.45μm) 압연 필터 멤브레인을 갖는 적어도 하나의 제1 동적 여과 장치를 포함하며, 이로써 생물학적 생성물을 포함하는 여액이 생성된다.In embodiments, the process of continuously removing large impurities (e.g., cells, cell debris, and aggregates) from a heterogeneous mixture by dynamic filtration uses at least two separate rolled filter membranes of different pore sizes. It includes multi-stage filtration. For example, such a multi-stage dynamic filtration process includes a large pore size (eg, 0.2 μm) rolled filter membrane in fluid communication with at least one second dynamic filtration device having a small pore size (eg, 0.2 μm). ) at least one first dynamic filtration device having a rolled filter membrane, whereby a filtrate comprising biological products is produced.

본원에 기재된 공정은 용액을 생물학적 생성물을 포함하는 적어도 하나의 분획을 포함하는 2개 이상의 분획들로 분리할 수 있는 제1 모듈로 여액을 연속적으로 전달하는 것을 포함한다. 예를 들어, 용액을 2개 이상의 분획들로 분리하는 것은 생물학적 생성물을 포함하는 적어도 하나의 분획, 및 작은 불순물을 포함하는 적어도 하나의 다른 분획을 포함할 수 있다. 본원에 기재된 바와 같이, 상기 제1 모듈은 친화도 기반 TFF 정제 장치를 포함한다. "친화도 기반 TFF 정제 장치"는 선택적인 표면 고정 리간드가 적어도 하나의 접선 유동 여과 시스템으로 정제될 생물학적 생성물을 인식하고 결합하는 분자 구조적 결합 상호작용(예를 들어, 리간드-수용체 상호작용)을 이용하는 것을 기반으로 하는 정제 기술을 지칭한다. 예를 들어, 제1 모듈은 적어도 하나의 제1 유입구와 적어도 하나의 제1 유출구를 가지며, 제1 유입구와 제1 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된다.The process described herein involves continuously passing the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions comprising at least one fraction comprising a biological product. For example, separating a solution into two or more fractions may include at least one fraction comprising biological products, and at least one other fraction comprising minor impurities. As described herein, the first module includes an affinity-based TFF purification device. "Affinity-based TFF purification devices" utilize molecular structural binding interactions (e.g., ligand-receptor interactions) in which a selective surface-anchored ligand recognizes and binds to a biological product to be purified with at least one tangential flow filtration system. refers to a purification technology based on For example, the first module has at least one first inlet and at least one first outlet and is configured to allow continuous fluid flow between the first inlet and the first outlet.

구현예들에서, 친화도 기반 TFF 정제 장치는 수지 비드들의 현탁액을 추가로 포함한다. 수지 비드들의 표면은, 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 항원 단백질, 단백질, 수용체, 항체, 또는 압타머와 연결되어 있다. 친화성 수지 비드들로 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)을 연속적으로 정제하면 기존 친화성 컬럼 크로마토그래피(예를 들어, 단백질 A 친화성 크로마토그래피)의 번거로운 처리 단계들을 피할 수 있다.In embodiments, the affinity-based TFF purification device further comprises a suspension of resin beads. The surface of the resin beads is linked to, for example and without limitation, protein A, protein G, protein L, antigenic protein, protein, receptor, antibody, or aptamer. Continuous purification of biological products (eg, monoclonal antibodies) with affinity resin beads avoids cumbersome processing steps of conventional affinity column chromatography (eg, Protein A affinity chromatography).

구현예들에서, 친화도 기반 TFF 정제 장치의 수지 비드들의 직경은 약 10마이크론 내지 약 200마이크론이다. 상기 수지 비드들의 직경은 정제되는 생물학적 생성물과 공정의 유속에 따라 달라질 수 있다. 또한, 상기 수지 비드들의 농도는 0.01중량% 내지 25중량%의 범위에 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 수지 비드들의 농도는 약 1중량% 내지 약 20중량%일 수 있다. 다른 예에서, 수지 비드들의 결합 능력은 비드 농도, 표면적 대 부피 비율, 친화성 리간드 밀도, 또는 이들의 임의의 조합의 함수이다. 또 다른 예에서, 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.In embodiments, the diameter of the resin beads of the affinity-based TFF purification device is between about 10 microns and about 200 microns. The diameter of the resin beads may vary depending on the biological product to be purified and the flow rate of the process. In addition, the concentration of the resin beads may be in the range of 0.01% by weight to 25% by weight. For example, the concentration of the resin beads may be about 1% by weight to about 20% by weight. In another example, the binding capacity of resin beads is a function of bead concentration, surface area to volume ratio, affinity ligand density, or any combination thereof. In another example, the resin beads can be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

친화도 기반 TFF 정제 장치의 적어도 하나의 접선 유동 여과 시스템은, 예를 들어, 접선 유동, 고성능 접선 유동, 또는 평판 또는 중공 섬유 멤브레인 여과 형상을 갖는 직교류 여과 시스템을 지칭할 수 있다. 일부 예에서, 접선 유동 여과 시스템은 중공 섬유 멤브레인 필터를 포함한다. 측면들에서, 중공 섬유 멤브레인 소재는 PES, 변형 PES(mPES), 또는 혼합 셀룰로스 에스테르(MCE)로부터 선택된다. 일부 측면에서, 중공 섬유 멤브레인은 하전되거나(예를 들어, 양전하 또는 음전하) 하전되지 않을 수 있다. 다른 측면에서, 중공 섬유 멤브레인의 기공 크기는 약 10kDa 내지 약 1μm 범위에서 선택된다. 또 다른 측면에서, 중공 섬유 멤브레인의 내부 직경은 약 0.5mm 내지 약 5mm의 범위에서 선택된다.The at least one tangential flow filtration system of the affinity-based TFF purification device may refer to, for example, a tangential flow, high performance tangential flow, or cross-flow filtration system having a flat or hollow fiber membrane filtration configuration. In some examples, the tangential flow filtration system includes a hollow fiber membrane filter. In aspects, the hollow fiber membrane material is selected from PES, modified PES (mPES), or mixed cellulose esters (MCE). In some aspects, hollow fiber membranes can be charged (eg, positively or negatively charged) or uncharged. In another aspect, the pore size of the hollow fiber membrane is selected from the range of about 10 kDa to about 1 μm. In another aspect, the inner diameter of the hollow fiber membrane is selected from the range of about 0.5 mm to about 5 mm.

본원에 기재된 공정은 또한, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 상기 제2 모듈은 전하 기반 TFF 정제 장치를 포함한다. 본원에 사용된 바와 같은 "전하 기반 TFF 정제 장치"는, 예를 들어, 적어도 하나의 접선 유동 여과 시스템을 사용하여 생물학적 분자를 이의 표면 전하, 이온 특성, 정전기적 상호작용, 또는 등전점에 기반하여 정제하는 것을 포함한다. 본원에 기재된 바와 같이, 전하 기반 TFF 정제 장치는 양전하 기반 TFF 정제 장치, 음전하 기반 TFF 정제 장치, 또는 이들의 조합을 포함한다. 예를 들어, 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구와 적어도 하나의 제2 유출구를 가지며, 제2 유입구와 제2 유출구 사이에서 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된다.The processes described herein also include a biological product from at least one first outlet of the first module into a second module having at least one inlet for receiving flow from the at least one first outlet of the first module. wherein the second module comprises a charge-based TFF purification device. As used herein, a “charge-based TFF purification device” refers to purifying a biological molecule based on its surface charge, ionic properties, electrostatic interactions, or isoelectric point, eg, using at least one tangential flow filtration system. includes doing As described herein, charge-based TFF purification devices include positive charge-based TFF purification devices, negative charge-based TFF purification devices, or combinations thereof. For example, the second module has at least one second inlet and at least one second outlet and is configured to allow continuous fluid flow between the second inlet and the second outlet.

구현예들에서, 전하 기반 TFF 정제 장치는 수지 비드들의 현탁액을 추가로 포함한다. 예를 들어, 수지 비드들의 표면은 각각 양전하 기반 정제 또는 음전하 기반 정제를 가능하게 하기 위해 특정 pH 및 이온 강도에서 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 회합하도록 구성된 양이온성 또는 음이온성 작용기를 포함할 수 있다. 이온성 수지 비드들로 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)을 연속적으로 정제하면 기존의 이온 교환 컬럼 크로마토그래피(예를 들어, 양이온 교환 또는 음이온 교환 크로마토그래피)의 번거로운 처리 단계들을 피할 수 있다.In embodiments, the charge-based TFF purification device further comprises a suspension of resin beads. For example, the surface of the resin beads may include cationic or anionic functional groups configured to selectively associate with the biological product at a specific pH and ionic strength to enable positive charge-based purification or negative charge-based purification, respectively. Continuous purification of biological products (eg, monoclonal antibodies) with ionic resin beads avoids cumbersome processing steps of conventional ion exchange column chromatography (eg, cation exchange or anion exchange chromatography).

구현예들에서, 전하 기반 TFF 정제 장치의 수지 비드들의 직경은 약 10마이크론 내지 약 200마이크론이다. 상기 수지 비드들의 직경은 정제되는 생물학적 생성물과 공정의 유속에 따라 달라질 수 있다. 또한, 상기 수지 비드들의 농도는 0.01중량% 내지 25중량%의 범위에 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 수지 비드들의 농도는 약 1중량% 내지 약 20중량%일 수 있다. 다른 예에서, 수지 비드들의 전하 또는 정전기적 회합 용량은 비드 농도, 표면적 대 부피 비율, 표면 전하 밀도, 순 전하, 또는 이들의 임의의 조합의 함수이다.In embodiments, the diameter of the resin beads of the charge-based TFF purification device is between about 10 microns and about 200 microns. The diameter of the resin beads may vary depending on the biological product to be purified and the flow rate of the process. In addition, the concentration of the resin beads may be in the range of 0.01% by weight to 25% by weight. For example, the concentration of the resin beads may be about 1% by weight to about 20% by weight. In another example, the charge or electrostatic association capacity of resin beads is a function of bead concentration, surface area to volume ratio, surface charge density, net charge, or any combination thereof.

전하 기반 TFF 정제 장치의 적어도 하나의 접선 유동 여과 시스템은, 예를 들어, 접선 유동, 고성능 접선 유동, 또는 평판 또는 중공 섬유 멤브레인 여과 형상을 갖는 직교류 여과 시스템을 지칭할 수 있다. 일부 예에서, 접선 유동 여과 시스템은 중공 섬유 멤브레인 필터를 포함한다. 측면들에서, 중공 섬유 멤브레인 소재는 PES, 변형 PES(mPES), 또는 혼합 셀룰로스 에스테르(MCE)로부터 선택된다. 일부 측면에서, 중공 섬유 멤브레인은 하전되거나(예를 들어, 양전하 또는 음전하) 하전되지 않을 수 있다. 다른 측면에서, 중공 섬유 멤브레인의 기공 크기는 약 10kDa 내지 약 1μm 범위에서 선택된다. 또 다른 측면에서, 중공 섬유 멤브레인의 내부 직경은 약 0.5mm 내지 약 5mm의 범위에서 선택된다.The at least one tangential flow filtration system of the charge-based TFF purification device may refer to, for example, a tangential flow, high performance tangential flow, or cross-flow filtration system having a flat or hollow fiber membrane filtration geometry. In some examples, the tangential flow filtration system includes a hollow fiber membrane filter. In aspects, the hollow fiber membrane material is selected from PES, modified PES (mPES), or mixed cellulose esters (MCE). In some aspects, hollow fiber membranes can be charged (eg, positively or negatively charged) or uncharged. In another aspect, the pore size of the hollow fiber membrane is selected from the range of about 10 kDa to about 1 μm. In another aspect, the inner diameter of the hollow fiber membrane is selected from the range of about 0.5 mm to about 5 mm.

본원에 기재된 구현예들에서, 제1(친화도 기반 TFF 정제) 및/또는 제2(전하 기반 TFF 정제) 모듈들 중 하나 또는 둘 다의 수지 비드들은 재활용 및 재사용된다. 예를 들어, 상기 비드들은 생물학적 생성물을 정제하기 위해 적어도 2회, 3회, 4회, 또는 그 이상 재사용될 수 있다.In embodiments described herein, the resin beads of one or both of the first (affinity-based TFF purification) and/or second (charge-based TFF purification) modules are recycled and reused. For example, the beads can be reused at least 2, 3, 4, or more times to purify a biological product.

대안적으로, 본원에 기재된 공정은 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터, 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 연속적으로 전달하는 것을 포함하며, 상기 제2 모듈은 자유 흐름 전기영동 장치를 포함한다. 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 수성 이온 용액을 갖는 자유 흐름 전기영동 장치는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)을 정제하기 위한 전하 기반의 자성 정제 모듈(들) 대신에 또는 이에 추가하여 사용될 수 있다.Alternatively, the processes described herein may direct the biological product from at least one first outlet of a first module to a second module having at least one inlet for receiving the flow from the at least one first outlet of the first module. wherein the second module comprises a free flow electrophoresis device. A free flow electrophoresis device having a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient orthogonal to the direction of fluid flow, and an aqueous ionic solution is a charge for purifying a biological product (e.g., a monoclonal antibody). based magnetic purification module(s) may be used in place of or in addition to it.

예를 들어, 2개의 병렬판들의 용액 접촉 표면은 유리, 세라믹, 플라스틱, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 예에서, 수성 이온 용액은 pH 구배를 발생시킬 수 있다. 다른 예에서, 수성 이온 용액은 일정한 pH를 부여할 수 있다.For example, the solution contacting surfaces of the two parallel plates include glass, ceramic, plastic, or any combination thereof. In some instances, an aqueous ionic solution may generate a pH gradient. In another example, an aqueous ionic solution may impart a constant pH.

구현예들에서, 자유 흐름 전기영동 장치에는 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 pH 구배를 포함하는 적어도 하나의 유체 소자가 있다. 예를 들어, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 대략적인 pH 구배(예를 들어, 대략적인 pH 구배는 약 2 내지 약 10의 pH 범위일 수 있음)를 포함하는 적어도 하나의 제1 유체 소자; 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 미세한 pH 구배(예를 들어, 미세한 pH 구배는 약 5 내지 약 8의 pH 범위일 수 있음)를 포함하는 적어도 하나의 제2 유체 소자를 포함한다. 예를 들어, 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하는 추가의 후속 유체 소자들 또는 칩들을 사용하여 주 분리 채널을 가로지르는 pH 구배를 추가로 리파이닝(refining)할 수 있다(예를 들어, 약 7.1 내지 약 7.6의 pH 범위).In embodiments, a free flow electrophoresis device has at least one fluid element comprising a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a pH gradient. For example, an isoelectric point-based fluid purification module may have a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and an approximate pH gradient across the main separating channel (eg, the approximate pH gradient may range from about 2 to about 10); and a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a fine pH gradient across the main separating channel (e.g., the fine pH gradient is a pH of about 5 to about 8). and at least one second fluid element including a range). For example, adding a pH gradient across the main separation channel using additional subsequent fluidic devices or chips comprising a fluidic channel created between two parallel plates and an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow. (e.g., pH range of about 7.1 to about 7.6).

다른 구현예에서, 자유 흐름 전기영동 장치에는 띠전기영동 또는 전하 분리 작동 모드에서 작동하기 위해 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하고, pH 구배가 없는 적어도 하나의 유체 소자가 있다. 예를 들어, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 일정한 염기성 pH(예를 들어, pH 7 초과)를 포함하는 적어도 하나의 제1 유체 소자; 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 일정한 산성 pH(예를 들어, pH 7 미만)를 포함하는 적어도 하나의 제2 유체 소자를 포함한다.In another embodiment, a free flow electrophoretic device includes an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow and a fluidic channel created between two parallel plates to operate in a bandelectrophoresis or charge separation mode of operation, wherein the pH There is at least one fluid element with no gradient. For example, an isoelectric point-based fluid purification module includes a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient orthogonal to the direction of fluid flow, and a constant basic pH (e.g., greater than pH 7). at least one first fluid element; and at least one second fluid element comprising a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a constant acidic pH (eg, less than pH 7). .

다른 구현예에서, 자유 흐름 전기영동 장치에는 등속 전기영동 작동 모드로 작동하기 위해 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 스페이서 용액(예를 들어, NaCl 용액)에 의해 분리되어 있는 산성 pH 구배 및 염기성 pH 구배 둘 모두를 포함하는 적어도 하나의 유체 소자가 있다.In another embodiment, a free flow electrophoretic device includes a fluid channel created between two parallel plates to operate in an isokinetic electrophoretic mode of operation, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a spacer solution (e.g. , NaCl solution) and at least one fluidic element comprising both an acidic pH gradient and a basic pH gradient.

다른 구현예에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하는 적어도 하나의 제1 자유 흐름 전기영동 장치, 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하는 적어도 하나의 제2 자유 흐름 전기영동 장치를 포함하며, 이때 각각의 소자는 직렬로 연결되어 있고, 정제를 가능하게 하는 독립적인 작동 모드에서 작동할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 제1 자유 흐름 전기영동 장치는 등전 집속 모드에서 작동할 수 있고, 적어도 하나의 제2 자유 흐름 전기영동 장치는 등속 전기영동 모드에서 작동하여 분리 분해능을 높일 수 있다.In another embodiment, the isoelectric point-based fluid purification module includes at least one first free flow electrophoresis device comprising a fluid channel created between two parallel plates and an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and 2 at least one second free flow electrophoretic device comprising a fluid channel created between two parallel plates and an electric field or electric field gradient orthogonal to the direction of fluid flow, wherein each element is connected in series; can operate in an independent operating mode that enables For example, at least one first free-flow electrophoresis device may operate in an isoelectric focusing mode and at least one second free-flow electrophoresis device may operate in an isokinetic mode to increase separation resolution.

다른 구현예에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 규정된 단방향 힘을 유도할 수 있는 적어도 하나의 유전영동 전극을 갖는 유체 채널을 포함하는 적어도 하나의 제1 유체 소자; 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 대략적인 pH 구배(예를 들어, 약 2 내지 약 10의 pH 범위)를 포함하는 적어도 하나의 제2 자유 흐름 전기영동 장치; 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 미세한 pH 구배(예를 들어, 약 5 내지 약 8의 pH 범위)를 포함하는 적어도 하나의 제3 자유 흐름 전기영동 장치를 포함한다. 예를 들어, 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널과 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배를 포함하는 추가의 후속 유체 소자들 또는 칩들을 사용하여 주 분리 채널을 가로지르는 pH 구배를 추가로 리파이닝(refining)할 수 있다(예를 들어, 약 7.1 내지 약 7.6의 pH 범위).In another embodiment, an isoelectric based fluid purification module includes at least one first fluid element comprising a fluid channel having at least one dielectrophoretic electrode capable of inducing a defined unidirectional force; A fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and an approximate pH gradient across the main separating channel (e.g., in the pH range of about 2 to about 10). at least one second free flow electrophoresis device comprising; and a fluid channel created between the two parallel plates, an electric field or electric field gradient orthogonal to the direction of fluid flow, and a fine pH gradient (e.g., in the pH range of about 5 to about 8) across the main separating channel. and at least one third free flow electrophoresis device. For example, adding a pH gradient across the main separation channel using additional subsequent fluidic devices or chips comprising a fluidic channel created between two parallel plates and an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow. (e.g., pH range of about 7.1 to about 7.6).

구현예들에서, 등전점 기반 유체 정제 장치는 양극 또는 음극으로서 기능하기 위해 적어도 2개의 전극들(예를 들어, 백금선 전극)을 추가로 포함한다.In embodiments, the isoelectric point-based fluid purification device further includes at least two electrodes (eg, a platinum wire electrode) to function as an anode or cathode.

구현예들에서, 등전점 기반 유체 정제 장치 내의 배압은 채널 형상 및 치수, 유입구 및 유출구 개구부 및/또는 튜빙 직경, 및 입력 유속에 따라 달라진다. 예를 들어, 상기 배압은 약 0.5psi 내지 약 10psi 범위이다. 일부 예에서, 상기 배압은, 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 니들 밸브에 의해 제어된다.In embodiments, back pressure within an isoelectric point-based fluid purification device depends on channel shape and dimensions, inlet and outlet openings and/or tubing diameters, and input flow rate. For example, the back pressure ranges from about 0.5 psi to about 10 psi. In some examples, the back pressure is controlled by, for example, without intending to limit, a needle valve.

구현예들에서, 등전점 기반 유체 정제 장치는 인가 전압 하에 전극 채널에서 발생하는 O2 및 H2 가스 기포를 연속적으로 제거하기 위한 적어도 하나의 기포 제거 시스템을 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 전기분해 기포를 제거하는 것은 실질적으로 오랜 기간 동안 연속적인 작동을 가능하게 하는 데 필수적이다. 예를 들어, 기포 제거 시스템은 소수성 PTFE 멤브레인을 이용하여, 진공 시스템으로의 노출에 의해 발생 지점에서 전기분해 기포를 지속적으로 제거할 수 있는 전극 채널 위에 방수 밀봉부를 생성한다. 예를 들어, 진공 게이지 압력은 약 -0.05bar 내지 약 -0.4bar 범위이다.In embodiments, the isoelectric point-based fluid purification device further includes at least one bubble removal system for continuously removing O 2 and H 2 gas bubbles generated in the electrode channel under an applied voltage. In some embodiments, the removal of electrolysis bubbles is essential to enable continuous operation for substantially long periods of time. For example, a bubble removal system uses a hydrophobic PTFE membrane to create a watertight seal over an electrode channel that can continuously remove electrolytic bubbles at the point of origin by exposure to a vacuum system. For example, the vacuum gauge pressure ranges from about -0.05 bar to about -0.4 bar.

구현예들에서, 등전점 기반 유체 정제 장치는 온도 제어 및 주울 열방산을 가능하게 하도록 능동 냉각 시스템 또는 히트 싱크(예를 들어, Peltier 소자, 순환하는 물/프로필렌 글리콜 재킷이 있는 열척)를 추가로 포함한다. 예를 들어, 능동 냉각 시스템은 약 4℃ 내지 약 50℃, 바람직하게는 4℃ 내지 약 37℃의 범위에서 냉각 및/또는 열방산을 제어할 수 있다. 이상적으로는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)을 분리할 때, 온도는 약 10℃ 내지 약 25℃로 유지된다. 예를 들어, 능동 냉각 시스템은 냉각된 순환하는 물/프로필렌 글리콜 재킷을 포함하는 알루미늄 열척을 포함한다.In embodiments, the isoelectric point-based fluid purification device further includes an active cooling system or heat sink (e.g., a Peltier element, a thermal chuck with a circulating water/propylene glycol jacket) to enable temperature control and Joule heat dissipation. do. For example, the active cooling system can control cooling and/or heat dissipation in the range of about 4°C to about 50°C, preferably 4°C to about 37°C. Ideally, the temperature is maintained between about 10° C. and about 25° C. when isolating biological products (eg, monoclonal antibodies). For example, an active cooling system includes an aluminum thermal chuck with a cooled circulating water/propylene glycol jacket.

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 버퍼 또는 양쪽성 전해질 시스템을 포함한다.In embodiments, an isoelectric point based fluid purification module includes at least one buffer or amphoteric electrolyte system.

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 전극 용액을 포함한다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 전극 용액은, 예를 들어, 각각 인산 및 수산화나트륨과 같은 양극 또는 음극과 접촉하여 적절한 기능을 가능하게 하도록 구성된 전해질 용액을 포함한다. 다른 구현예에서, 적어도 하나의 전극 용액은 주 분리 채널, 양극 채널, 및 음극 채널을 통해 흐르는 예를 들어, Tris 완충 식염수와 같은, 양극 또는 음극과 접촉하여 적절한 기능을 가능하게 하도록 구성된 적어도 하나의 양쪽성 전해질 용액을 포함한다.In embodiments, an isoelectric point based fluid purification module includes at least one electrode solution. In some embodiments, the at least one electrode solution comprises an electrolyte solution configured to enable proper functioning in contact with an anode or cathode, for example phosphoric acid and sodium hydroxide, respectively. In another embodiment, at least one electrode solution is configured to contact the anode or cathode to enable proper function, such as Tris buffered saline, flowing through the main separator channel, the anode channel, and the cathode channel. Contains an amphoteric electrolyte solution.

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 센서 또는 검출기를 포함한다. 예를 들어, 적어도 하나의 센서 또는 검출기는 인라인으로 배치된다. 일부 예에서, 적어도 하나의 센서 또는 검출기는 유동 센서, 온도 센서, 전도도 센서, pH 센서, 굴절률 검출기, UV 검출기, 또는 배압 센서를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.In embodiments, an isoelectric based fluid purification module includes at least one sensor or detector. For example, at least one sensor or detector is arranged in-line. In some examples, the at least one sensor or detector includes, but is not limited to, a flow sensor, temperature sensor, conductivity sensor, pH sensor, refractive index detector, UV detector, or back pressure sensor.

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 액체 회로 차단기를 포함하거나, 상기 장치의 다운스트림과 적어도 하나의 인라인 센서 또는 검출기의 업스트림을 단절하여 무전압 용액에서 감지 또는 검출을 수행할 수 있도록 한다.In embodiments, an isoelectric point-based fluid purification module includes at least one liquid circuit breaker or disconnects downstream of the device and upstream of at least one in-line sensor or detector to perform sensing or detection in a voltage-free solution. make it possible

현재 청구된 공정은, 예를 들어, 단백질 또는 이의 단편(폴리펩티드), 항체 또는 이의 단편, 사이토카인, 케모카인, 효소, 또는 성장 인자와 같은 생물학적 생성물을 정제하기 위한 현재의 다운스트림 방법들 및 공정들에 비해 많은 이점을 제공한다. 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 본원에 기재된 공정은, 처리량과 수율을 유지하면서, 배치식, 단일 사용, 또는 반연속 단클론 항체를 제조하는 기존 접근 방식과 비교할 때, 생산 시설 풋프린트, 시설 구축 및 검증에 필요한 시간, 시설 구축과 관련된 비용, 및 자본 설비 지출을 크게 줄이는 단클론 항체를 정제하기 위한 연속적인 바이오프로세스를 제공한다. 본원에 기재된 바와 같은 연속 바이오프로세싱은, 연속적으로 작동할 수 있는 능력으로 인해, 기존 다운스트림 바이오프로세싱의 원심분리, 심층 여과, 및 컬럼 크로마토그래피 단계들에 필요한 대형 공정 장비 - 이의 크기는 큰 생물반응기 부피에 좌우됨 -가 필요하지 않기 때문에 더 작고 간소화된 장비(예를 들어, 더 작은 생물반응기 부피 및 다운스트림 바이오프로세스 장비)를 사용할 수 있도록 한다. 또한, 연속적으로 작동하는 더 작고 간소화된 장비는 정상 상태에서 단클론 항체를 생산하는 훨씬 더 작은 생물반응기(들)를 사용할 수 있도록 한다. 본원에 기재된 바와 같은 연속 바이오프로세스는 또한, 기존의 단클론 항체 제조 접근법과 비교할 때 운영 비용, 전체 바이오프로세스 라인 중단 시간, 및 생물학적 생성물 손실을 현저히 줄일 수 있다. 마지막으로, 생물학적 생성물을 정제하기 위한 본원에 기재된 공정은 킬로그램/년 기준으로 제품 처리량 또는 수율을 희생하지 않고도 현재 기술보다 훨씬 적은 평방 피트를 차지하는 풋프린트를 갖는 시스템에서 수행된다.The presently claimed process is compatible with current downstream methods and processes for purifying biological products such as, for example, proteins or fragments thereof (polypeptides), antibodies or fragments thereof, cytokines, chemokines, enzymes, or growth factors. It offers many advantages over For example, without intending to be limiting, the processes described herein can reduce production facility footprint, facility build-up, when compared to existing approaches to making batch, single use, or semi-continuous monoclonal antibodies while maintaining throughput and yield. and a continuous bioprocess for purifying monoclonal antibodies that significantly reduces the time required for validation, costs associated with facility construction, and capital equipment expenditure. Continuous bioprocessing as described herein, due to its ability to operate continuously, requires large process equipment - the size of which is large bioreactors - for the centrifugation, depth filtration, and column chromatography steps of existing downstream bioprocessing. Volume dependent - allows for the use of smaller and streamlined equipment (eg, smaller bioreactor volume and downstream bioprocess equipment) since no volume dependent is required. Additionally, smaller and streamlined equipment that operates continuously allows the use of much smaller bioreactor(s) that produce monoclonal antibodies at steady state. A continuous bioprocess as described herein can also significantly reduce operating costs, overall bioprocess line downtime, and biological product loss when compared to existing monoclonal antibody manufacturing approaches. Finally, the processes described herein for purifying biological products are performed in systems having a footprint that occupies significantly fewer square feet than current technologies without sacrificing product throughput or yield on a kilograms per year basis.

본원에 기재된 공정 및 방법의 이점은 멤브레인 오염 또는 폐색 없이 큰 불순물(예를 들어, 세포, 세포 파편, 및 응집체)을 제거하는 능력을 포함한다. 예를 들어, 기존의 여과 또는 접선 유동 여과 시스템을 사용하여 세포 배양 배지로부터 세포, 세포 파편, 및 응집체를 정화하는 것은 통상적으로 필터 멤브레인의 오염 또는 폐색을 초래하여, 이러한 방법이 장기간의 연속 공정을 통해 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거하는 수단으로 적합하지 않게 만든다. 이와 달리, 본원에 기재된 동적 여과 장치는 필터 멤브레인의 활성 표적 영역이 지속적으로 새로워지기 때문에, 멤브레인을 오염시키지 않으면서, 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거할 수 있도록 한다. 추가로, 생물학적 생성물을 생산하고 정제하는 전 과정이 연속적일 수 있고, 전 과정에 걸쳐 약 0.1mL/분 내지 약 50mL/분 범위의 유속을 유지할 수 있기 때문에, 공정 장비 및 전체 공정 풋프린트(footprint)는 킬로그램/년 기준으로 제품 처리량 또는 수율을 희생하지 않고도 현재 표준 공정보다 훨씬 더 작은 풋프린트를 차지할 수 있다. 예를 들어, 본원에 기재된 단클론 항체를 생산 및 정제하는 공정은 최대 약 30,000평방피트를 차지하는 풋프린트에서 작동된다. 이와 달리, 현재의 단클론 항체 생산 및 다운스트림 공정에는 최소 200,000평방피트가 필요하다. 예를 들어, 생물학적 생성물을 정제하는 공정의 유속은 약 1mL/분 내지 약 10mL/분 범위이다. 일부 예에서, 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거하는 단계의 유속은 약 0.1mL/분 내지 약 50mL/분 범위이다. 다른 예에서, 불균질 혼합물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거하는 단계의 유속은 생물반응기 배출 라인으로부터의 유속과 동일하다. 다른 예에서, 여액을 제1 모듈로 연속적으로 전달하는 단계의 유속이 약 0.1mL/분 내지 약 50mL/분의 범위에 있는 공정이 제공된다. 또 다른 예에서, 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 제1 유출구로부터 제2 모듈로 연속적으로 전달하는 단계의 유속이 약 0.1mL/분 내지 약 50mL/분의 범위에 있는 공정이 제공된다.Advantages of the processes and methods described herein include the ability to remove large impurities (eg, cells, cell debris, and aggregates) without membrane fouling or clogging. For example, clarification of cells, cell debris, and aggregates from cell culture media using conventional filtration or tangential flow filtration systems typically results in fouling or blockage of the filter membrane, making such methods unsuitable for long-term continuous processes. making it unsuitable as a means for the continuous removal of large impurities from heterogeneous mixtures containing biological products through In contrast, the dynamic filtration devices described herein enable continuous removal of large impurities from heterogeneous mixtures containing biological products without fouling the membranes, as the active target area of the filter membrane is continuously renewed. In addition, since the entire process of producing and purifying the biological product can be continuous, and a flow rate in the range of about 0.1 mL / min to about 50 mL / min can be maintained throughout the process, the process equipment and overall process footprint ) can occupy a much smaller footprint than current standard processes without sacrificing product throughput or yield on a kilogram/year basis. For example, the processes for producing and purifying monoclonal antibodies described herein operate in footprints occupying up to about 30,000 square feet. In contrast, current monoclonal antibody production and downstream processing require at least 200,000 square feet. For example, the flow rate of a process to purify a biological product ranges from about 1 mL/min to about 10 mL/min. In some instances, the flow rate of the step of continuously removing large impurities from the heterogeneous mixture ranges from about 0.1 mL/min to about 50 mL/min. In another example, the flow rate of the step of continuously removing large impurities from the heterogeneous mixture is equal to the flow rate from the bioreactor discharge line. In another example, a process is provided wherein the flow rate of the step of continuously delivering the filtrate to the first module ranges from about 0.1 mL/min to about 50 mL/min. In another example, a process is provided wherein the flow rate of the step of continuously transferring a fraction comprising biological products from the first outlet to the second module ranges from about 0.1 mL/min to about 50 mL/min.

본원에 기재된 수지 비드(예를 들어, 아가로스)를 이용하는 공정 및 방법의 중요한 이점은, 이러한 시스템이 살균, 재활용, 및/또는 재생을 위해 기존의 고정상 또는 패킹된 수지 컬럼(예를 들어, 표준 크로마토그래피용)을 필요로 하지 않는다는 점을 포함한다. 예를 들어, 이러한 시스템은 작동 중에 수지 비드들의 무한한 표면적을 생성하기 위해 수지 비드들의 재활용 및/또는 재생을 제공하고, 결과적으로 연속적이고 비용 효율적인 방법을 제공한다. 환언하면, 본원에 기재된 모듈은 고정된 결합 또는 회합 능력을 갖지 않는다. 구체적인 예로, 본원에 기재된 바와 같은 생물학적 생성물의 정제 동안 사용되는 수지 비드들은 지속적으로 재활용 및 재생되므로, 생물반응기 배출 라인으로부터의 흐름을 중단하지 않고 동적 여과 모듈 또는 정제 모듈 중 어느 하나에서 이전 단계의 흐름을 수용할 수 있다. 환언하면, 본 발명에 기재된 모듈은 이러한 단계들을 연속적으로 거치기 때문에, 실행 후 살균, 재생, 및/또는 재활용을 위해 유휴 상태로 둘 필요가 없다. 상기 방법은, 현재의 컬럼 크로마토그래피 방법이 수지 패킹 제약으로 인해 한정된 컬럼 용량 한계를 가지므로, 연속 입력 흐름을 수용하고 전체 용량에 도달한 컬럼의 재생 및/또는 재활용을 가능하게 하려면 여러 개의 패킹된 컬럼들의 컬럼 전환이 필요하다는 점에서 현재의 연속 크로마토그래피 방법과 다르다. 본원에 기재된 방법의 또 다른 이점은 수지 비드가 고정상에 패킹되지 않고 오히려 수지 비드가 이동한다는 점을 포함한다. 이러한 비드들의 이동성은, 실질적으로 더 많은 수지 비드 표면이 노출되어 자유롭게 결합할 수 있으므로 결합 또는 회합에 사용할 수 있는 수지 비드들의 표면적을 증가시킨다. 추가로, 패킹된 컬럼 내의 수지 비드들은 컬럼을 통과하는 흐름을 생성하기 위해 높은 압력 차이에 노출되는데, 이로 인한 손상이 컬럼을 원하는 수명보다 단축시키는 이유 중 하나이다. 현재 기재된 발명의 이동성 수지 비드들은 실질적으로 더 낮은 압력을 받게 되어 깨지기 쉬운 비드들에게 훨씬 더 부드럽기 때문에 수명을 연장시킨다. 추가로, 이러한 이동성으로 인해 수지 비드들이 재생 완료되고 이들의 초기 상태로 돌아갈 가능성이 높아진다. 이는 또한 수지가 더 효율적으로 이용되기 때문에 본원에 기재된 방법의 비용 효율성을 높인다.An important advantage of the processes and methods using resin beads (eg, agarose) described herein is that these systems can be used with existing stationary phase or packed resin columns (eg, standard for chromatography) is not required. For example, such a system provides for recycling and/or regeneration of resin beads to create an infinite surface area of resin beads during operation, resulting in a continuous and cost effective method. In other words, the modules described herein do not have fixed binding or association capabilities. In a specific example, the resin beads used during the purification of biological products as described herein are continuously recycled and regenerated so that the flow from the previous step in either the dynamic filtration module or the purification module is not stopped without interrupting the flow from the bioreactor discharge line. can accommodate In other words, because the modules described in the present invention pass through these steps sequentially, they do not need to be left idle for sterilization, regeneration, and/or recycling after execution. The method requires several packed layers to accommodate a continuous input flow and enable regeneration and/or recycling of columns that have reached full capacity, as current column chromatography methods have limited column capacity limitations due to resin packing constraints. It differs from current continuous chromatography methods in that column switching of columns is required. Another advantage of the methods described herein includes that the resin beads do not pack in the stationary phase, but rather the resin beads move. The mobility of these beads increases the surface area of the resin beads available for bonding or association since substantially more of the resin bead surface is exposed and free to bond. Additionally, the resin beads within the packed column are exposed to high pressure differentials to create flow through the column, which damage is one of the reasons the column shortens its desired life. The mobile resin beads of the presently described invention are subjected to substantially lower pressures and thus are much softer to the fragile beads, thereby extending their lifespan. Additionally, this mobility increases the possibility that the resin beads will complete regeneration and return to their initial state. This also makes the method described herein more cost effective because the resin is used more efficiently.

본원에 기재된 자유 흐름 전기영동을 이용하는 공정 및 방법의 중요한 이점은, 이 시스템이 "생성물 손실 없는" 공정을 나타낸다는 점, 즉, 분리가 수용액 내에서 표적 생물학적 생성물의 물리화학적 특성에 따라 전기장과의 상호작용을 통해 발생하기 때문에 생성물이 수지 또는 다른 정제 모이어티와 상호작용할 필요가 없다는 점이다. 기존의 이온 교환 크로마토그래피와 비교하여 이론적으로 더 높은 순도의 제품을 얻을 수 있기 때문에, 이 접근법의 분해능에서 또 다른 이점이 관찰된다. 추가로, 본질적인 물리화학적 특성에 기반한 분리는, 단백질 또는 이의 단편(폴리펩티드), 항체 또는 이의 단편, 사이토카인, 케모카인, 효소, 성장 인자, 올리고뉴클레오티드, 바이러스, 아데노바이러스, 아데노 관련 바이러스(AAV), 또는 렌티바이러스를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 다양한 생물학적 생성물들의 정제를 위한 이러한 접근법의 유용성을 확장시킨다.An important advantage of the processes and methods using free flow electrophoresis described herein is that the system represents a "product loss free" process, i.e., the separation is dependent on the physicochemical properties of the target biological product in an aqueous solution and is dependent on the electrical field. The point is that the product does not have to interact with the resin or other purifying moiety because it occurs via interaction. Another advantage is observed in the resolution of this approach, as compared to conventional ion exchange chromatography, theoretically a higher purity product can be obtained. In addition, separation based on essential physiochemical properties can be performed on proteins or fragments thereof (polypeptides), antibodies or fragments thereof, cytokines, chemokines, enzymes, growth factors, oligonucleotides, viruses, adenoviruses, adeno-associated viruses (AAVs), or lentivirus, but extends the usefulness of this approach for the purification of a variety of biological products, including but not limited to.

또한, 모듈식 접근 방식은 다양한 범위의 생물학적 생성물들을 수용하도록 공정 설계의 유연성을 제공한다.In addition, the modular approach provides flexibility in process design to accommodate a wide range of biological products.

동적 여과 모듈dynamic filtration module

본 명세서에서는 불균질 혼합물 내 생물학적 생성물로부터 큰 불순물을 연속적으로 제거하기 위한 동적 여과 모듈이 제공되며, 예를 들어, 정상 상태에서 작동하는 생물반응기로부터 유래된 불균질 혼합물로부터 세포, 세포 파편, 및 응집체를 제거함으로써 생물학적 생성물을 포함하는 여액이 생성된다(도 6a 내지 6b, 및 7a 내지 7b). 당업계에서 통상적으로 사용되는 정적 여과 방법과 달리, 동적 여과 모듈의 구성요소들은 필터 멤브레인의 사용되지 않은 새로운 표적 영역에서 여과가 연속적으로 발생할 수 있도록 조정된 방식으로 이동한다(예를 들어, 전체 공정의 유속에 따라 멤브레인이 이동하거나 전진함). 이는 멤브레인 오염 또는 폐색을 막고, 작동 중 필터 케이크 패킹 및 두께를 제어할 수 있도록 한다.Provided herein is a dynamic filtration module for continuously removing large impurities from biological products in a heterogeneous mixture, e.g., cells, cell debris, and aggregates from a heterogeneous mixture derived from a bioreactor operating at steady state. By removing the filtrate containing biological products is produced (Figs. 6a to 6b and 7a to 7b). Unlike the static filtration methods commonly used in the art, the components of a dynamic filtration module move in a coordinated manner so that filtration can continuously occur in new, unused target areas of the filter membrane (e.g., the entire process Depending on the flow rate of the membrane moves or advances). This prevents membrane fouling or clogging and allows control of filter cake packing and thickness during operation.

동적 여과 모듈은 필터 멤브레인 롤, 멤브레인 지지 구조물, 적어도 하나의 지지 로드 또는 롤러, 적어도 하나의 진공 라인, 진공 시스템, 및 적어도 하나의 진공 수집 용기를 포함한다. 도 6a 내지 6b, 및 7a 내지 7b에 도시된 바와 같이, 공급 릴은 필터 멤브레인 롤 상에 배치된 필터 멤브레인을 포함하고, 이때 2개의 기계적으로 평탄한 지지 로드들에 의해 지지되어 있는 상기 필터 멤브레인은 개구부를 포함하는 기계적으로 평탄한 멤브레인 지지 구조물 위를 통과한다. 불균질 혼합물이 출력 헤드에서 필터 멤브레인의 활성 표적 영역으로 전달됨에 따라, 필터 멤브레인은 계속 이동하여 필터 멤브레인을 수집 릴 쪽으로 전진시키는 한편, 멤브레인 지지 구조물의 개구부와 연속되는 진공 라인은 부압을 유지함으로써 세포, 세포 파편, 및 응집체의 분리 및 제거를 허용하여 생물학적 생성물을 포함하는 여액을 생성한다.The dynamic filtration module includes a filter membrane roll, a membrane support structure, at least one support rod or roller, at least one vacuum line, a vacuum system, and at least one vacuum collection vessel. 6a to 6b and 7a to 7b, the supply reel includes a filter membrane disposed on a filter membrane roll, the filter membrane being supported by two mechanically flat support rods, the opening Passes over a mechanically flat membrane support structure comprising a. As the heterogeneous mixture is delivered from the output head to the active target area of the filter membrane, the filter membrane continues to move, advancing the filter membrane towards the collection reel, while the openings in the membrane support structure and the continuous vacuum line maintain negative pressure, thereby reducing the cell , cell debris, and aggregates are allowed to be separated and removed to produce a filtrate containing biological products.

동적 여과 모듈은 원심분리, 심층 여과, 정적 여과, 또는 이들의 임의의 조합을 사용하지 않고 불균질 혼합물로부터 큰 불순물(예를 들어, 세포, 세포 파편, 및 응집체)을 제거하여 생물학적 생성물 및 관련된 작은 불순물(예를 들어, 숙주 세포 단백질, 바람직하지 않은 단백질 및 펩티드, 바람직하지 않은 항체, 바람직하지 않은 핵산 및 올리고뉴클레오티드, 바이러스, 바람직하지 않은 핵산 또는 올리고뉴클레오티드, 염, 버퍼 구성요소, 계면활성제, 당, 금속 오염물, 침출물, 배지 구성요소, 및/또는 자연적으로 결합된 자연 발생 유기 분자)을 포함하는 여액을 생성할 수 있다.The dynamic filtration module removes large impurities (e.g., cells, cell debris, and aggregates) from a heterogeneous mixture without using centrifugation, depth filtration, static filtration, or any combination thereof to remove biological products and associated small particles. impurities (e.g., host cell proteins, undesirable proteins and peptides, undesirable antibodies, undesirable nucleic acids and oligonucleotides, viruses, undesirable nucleic acids or oligonucleotides, salts, buffer components, surfactants, sugars , metal contaminants, leachates, media components, and/or naturally occurring organic molecules associated therewith).

본원에 기재된 동적 여과 모듈은 작은 풋프린트를 제공하고, 높은 수율, 낮은 단백질 결합, 최소 용액 접촉 및 체류 시간으로 여과를 가능하게 하기 위해 튜빙, 커넥터, 멤브레인 지지 구조물, 및 필터 멤브레인(예를 들어, 폴리머 유형, 기공 크기)에 대한 적절한 재료 선택이 필요하다.The dynamic filtration modules described herein provide a small footprint and include tubing, connectors, membrane support structures, and filter membranes (e.g., appropriate material selection for polymer type, pore size).

동적 여과 모듈은 공급 릴과 수집 릴 사이에 연장되는 압연 필터 멤브레인을 포함하며, 이때 상기 필터 멤브레인에는 불균질 혼합물을 수용하도록 구성된 활성 표적 영역이 있다. 예를 들어, 필터 멤브레인 롤의 필터 멤브레인은 폴리에테르설폰(PES), 친수성 폴리설폰, 셀룰로오스 에스테르, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 친수성 PVDF, 폴리카보네이트, 나일론, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 또는 친수성 PTFE를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 적합한 소재로 구성된다.The dynamic filtration module includes a rolled filter membrane extending between a supply reel and a collection reel, the filter membrane having an active target area configured to receive the heterogeneous mixture. For example, the filter membrane of the filter membrane roll is polyethersulfone (PES), hydrophilic polysulfone, cellulose ester, cellulose acetate, polyvinylidene fluoride (PVDF), hydrophilic PVDF, polycarbonate, nylon, polytetrafluoroethylene (PTFE), or a suitable material including, but not limited to, hydrophilic PTFE.

구현예들에서, 상기 압연 필터 멤브레인의 기공 크기는 정제되는 생물학적 생성물에 따라 달라진다. 예를 들어, 상기 압연 필터 멤브레인의 기공 크기는 0.1μm 내지 1μm의 범위 내에 있다. 대안적으로, 상기 기공 크기는 약 0.2μm 내지 약 0.45μm의 범위 내에 있거나, 상기 기공 크기는 약 0.45μm 미만이다. 다른 예에서, 항체를 정제할 때, 상기 압연 필터 멤브레인의 기공 크기는 0.2μm 내지 약 0.45μm의 범위 내에 있다.In embodiments, the pore size of the rolled filter membrane varies depending on the biological product being purified. For example, the pore size of the rolled filter membrane is in the range of 0.1 μm to 1 μm. Alternatively, the pore size is in the range of about 0.2 μm to about 0.45 μm, or the pore size is less than about 0.45 μm. In another example, when purifying antibodies, the rolled filter membrane has a pore size in the range of 0.2 μm to about 0.45 μm.

구현예들에서, 필터 멤브레인 롤의 폭은 약 10mm 내지 약 600mm이다. 예를 들어, 필터 멤브레인 롤의 폭은 동적 여과 시스템의 크기 및 멤브레인 지지 구조물의 크기와 같은 요인들에 따라 달라질 수 있다.In embodiments, the width of the filter membrane roll is between about 10 mm and about 600 mm. For example, the width of a filter membrane roll may vary depending on factors such as the size of the dynamic filtration system and the size of the membrane support structure.

구현예들에서, 필터 멤브레인 롤은 또한 수집 릴과 소통하는 공급 릴로서 기능하며, 이는 필터 멤브레인이 조립식 롤에서 시작하여 초기에 비어 있는 수집 롤까지 이어져 릴투릴 시스템을 생성함을 의미한다. 작동 시, 불균질 혼합물은 출력 헤드로부터, 필터 멤브레인이 공급 릴에서 수집 릴로 적절한 속도로 이동하여 필터 멤브레인의 사용된 부분을 수집함에 따라 필터 멤브레인의 수송에 의해 생성된 필터 멤브레인의 새로운 사용되지 않은 영역(본원에서는 활성 표적 영역이라고도 함)으로 연속적으로 적용된다. 예를 들어, 공급 릴 이동은 높은 토크로 낮은 멤브레인 수송 속도를 가능하게 하기 위해 분당 회전수(RPM)를 200:1의 비율로 제한하는 기어 박스와 연결되어 있는 Servo 모터에 의해 제어된다. 수집 릴 이동은 높은 토크로 낮은 멤브레인 수송 속도를 가능하게 하기 위해 RPM을 200:1의 비율로 제한하는 기어 박스와 연결되어 있는 Servo 모터에 의해 제어된다. 또한, 공급 릴 모터와 수집 릴 모터는 작동 중에 공급 릴과 수집 릴 모두에서 끊임없이 변화하는 필터 멤브레인 롤의 직경과 일관된 속도를 보장하기 위해 피드백 메커니즘을 작동시키는 폐쇄 루프 컨트롤러에 의해 제어된다. 예를 들어, 공급 릴과 수집 릴은 동일한 속도에서 동일한 방향으로 작동한다. 공급 릴에서 수집 릴로 필터 멤브레인을 수송하는 다른 방법은 코팅 및 컨버팅 산업 분야의 숙련가에 의해 고려될 수 있다.In embodiments, the filter membrane roll also functions as a supply reel in communication with the collection reel, meaning that the filter membrane starts with a prefabricated roll and continues to an initially empty collection roll to create a reel-to-reel system. In operation, the inhomogeneous mixture is transferred from the output head to a new unused area of the filter membrane created by the transport of the filter membrane as the filter membrane moves at an appropriate speed from the supply reel to the collection reel to collect the used portion of the filter membrane. (herein also referred to as the active target area) is applied sequentially. For example, feed reel movement is controlled by a servo motor coupled with a gearbox that limits revolutions per minute (RPM) to a ratio of 200:1 to enable low membrane transport speeds with high torque. Collecting reel movement is controlled by a servo motor coupled with a gearbox that limits the RPM to a ratio of 200:1 to enable low membrane transport speeds with high torque. Additionally, the feed reel motor and the collect reel motor are controlled by a closed-loop controller that operates a feedback mechanism to ensure consistent speed with the constantly changing diameter of the filter membrane rolls on both the feed and collect reels during operation. For example, the supply reel and the collection reel run in the same direction at the same speed. Other methods of transporting the filter membrane from the supply reel to the collection reel can be considered by those skilled in the coating and converting industries.

구현예들에서, 동적 여과 모듈 내의 필터 멤브레인 수송 속도는 높은 수율(회수율)을 유지하면서 높은 유속(높은 처리량)을 가능하게 하도록 선택된다. 예를 들어, 필터 멤브레인의 수송 속도는 약 0.1mm/초 내지 약 100mm/초, 바람직하게는 약 0.1mm/초 내지 약 10mm/초 범위이다.In embodiments, the filter membrane transport rate within the dynamic filtration module is selected to enable a high flow rate (high throughput) while maintaining a high yield (recovery). For example, the transport speed of the filter membrane ranges from about 0.1 mm/sec to about 100 mm/sec, preferably from about 0.1 mm/sec to about 10 mm/sec.

또한, 동적 여과 모듈은 필터 멤브레인이 부압을 받을 때 필터 멤브레인의 활성 표적 영역을 지지하기 위한 멤브레인 지지 구조물(도 8)을 포함한다. 멤브레인 지지 구조물은 공급 릴과 수집 릴 사이에 위치하며, 정적 마찰 계수가 낮은 재료(예를 들어, PTFE)에서 유래된 기계적으로 평탄한 접촉 표면을 가지며, 진공 라인과 연속되는 개구부를 갖는다. 예를 들어, 본원에서 사용되는 "기계적으로 평탄한 접촉 표면"은 정적 마찰 계수가 낮아, 특히 젖었을 때 필터 멤브레인의 수송에 반대되는 마찰력이 낮게 생성되는 표면을 지칭한다. 기계적으로 평탄한 접촉 표면은 필터 멤브레인이 동적 방식으로 움직이는 용이성에 영향을 미칠 수 있다. 기계적으로 평탄한 접촉 표면은 또한 표면 거칠기로 측정될 수 있으며, 값이 낮을수록 표면이 더 평탄하다. 또한, 거친 표면은 평탄한 표면보다 표면들 간에 마찰력이 더 크기 때문에, 본원에서 사용되는 기계적으로 평탄한 접촉 표면은 마찰력이 낮은(즉, 정적 마찰 계수가 낮은) 표면을 지칭한다.The dynamic filtration module also includes a membrane support structure ( FIG. 8 ) for supporting the active target area of the filter membrane when the filter membrane is subjected to negative pressure. The membrane support structure is located between the supply reel and the collection reel, has a mechanically flat contact surface derived from a material with a low static friction coefficient (eg PTFE), and has an opening continuous with the vacuum line. For example, a “mechanically smooth contact surface” as used herein refers to a surface that has a low static coefficient of friction, particularly when wet, that creates a low frictional force opposing the transport of the filter membrane. A mechanically flat contact surface can affect the ease with which the filter membrane moves in a dynamic manner. A mechanically smooth contact surface can also be measured by surface roughness, the lower the value the smoother the surface. Also, because rough surfaces have greater friction between surfaces than smooth surfaces, mechanically smooth contact surfaces as used herein refer to surfaces with low friction (i.e., low static coefficient of friction).

구현예들에서, 동적 여과 모듈의 멤브레인 지지 구조물은 개구부를 포함한다. 상기 개구부는, 예를 들어, 메쉬, 적어도 하나의 슬롯, 적어도 하나의 구멍, 프릿, 다공성 물질, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 개구부는 일련의 규칙적이거나 불규칙적으로 이격된 요소들(예를 들어, 메쉬, 적어도 하나의 슬롯, 적어도 하나의 구멍, 또는 이들의 임의의 조합)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 개구부는 규칙적으로 이격된 요소들을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 개구부는 일련의 간격이 동일한 병렬 슬롯들을 포함할 수 있다. 추가로, 상기 개구부는 하나의 그레이트(예를 들어, 상기 기재된 바와 같은 일련의 규칙적이거나 불규칙적으로 이격된 요소들)를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 상기 개구부는 하나 이상의 그레이트를 포함할 수 있으며, 이때 각 그레이트는 수직이다. 상기 개구부는 불규칙하거나 규칙적인 요소들(예를 들어, 일련의 병렬 슬롯들)의 모음일 수 있다. 상기 개구부는 또한 메쉬를 포함할 수 있는데, 이는 분할 두께(split-thickness)이거나 전체 두께이고, 평행한 행들에 있을 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 상기 개구부의 요소들(예를 들어, 메쉬, 적어도 하나의 슬롯, 적어도 하나의 구멍, 프릿, 다공성 물질, 또는 이들의 임의의 조합)은 임의의 원하는 두께일 수 있다. 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 상기 개구부는 약 0.25mm 내지 약 5mm 두께의 메쉬를 포함할 수 있다.In embodiments, the membrane support structure of the dynamic filtration module includes an opening. The opening may include, for example, a mesh, at least one slot, at least one hole, a frit, a porous material, or any combination thereof. For example, the opening may include a series of regularly or irregularly spaced elements (eg, a mesh, at least one slot, at least one hole, or any combination thereof). The opening may also include regularly spaced elements, for example, the opening may include a series of equally spaced parallel slots. Additionally, the opening may comprise a grate (eg, a series of regularly or irregularly spaced elements as described above). In another example, the opening may include one or more grates, where each grate is vertical. The opening may be a collection of irregular or regular elements (eg a series of parallel slots). The openings may also include a mesh, which may be split-thickness or full thickness, and may or may not be in parallel rows. The elements of the opening (eg, mesh, at least one slot, at least one hole, frit, porous material, or any combination thereof) may be of any desired thickness. For example, without intending to be limiting, the openings may include a mesh between about 0.25 mm and about 5 mm thick.

추가로, 멤브레인 지지 구조물의 온도 제어, 및 증발 냉각에 대응하기 위한 적어도 하나의 진공 수집 용기와의 연결이 또한 제공되어, 생물학적 생성물(예를 들어, 단백질 또는 이의 단편(폴리펩티드), 항체 또는 이의 단편, 사이토카인, 케모카인, 효소, 또는 성장 인자)의 막힘, 오염, 용액 결빙, 용액 점도의 변화, 및 변성(또는 침전)을 방지한다. 상기 온도 제어 메커니즘은 약 4℃ 내지 약 37℃의 온도를 유지한다. 예를 들어, 항체를 정제하는 동안, 온도 제어 메커니즘은 약 15℃ 내지 약 37℃의 온도를 유지한다. 예시적인 온도 제어 메커니즘은 단일 루프 컨트롤러, 다중 루프 컨트롤러, 폐루프 컨트롤러, PID 컨트롤러, Peltier 소자, 저항 가열 요소, 및/또는 순환하는 물 재킷이 있는 열척을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.In addition, a connection with at least one vacuum collection vessel for corresponding temperature control of the membrane support structure and evaporative cooling is also provided, such that a biological product (e.g., a protein or fragment thereof (polypeptide), an antibody or fragment thereof) is provided. , cytokines, chemokines, enzymes, or growth factors) to prevent clogging, contamination, solution freezing, change in solution viscosity, and denaturation (or precipitation). The temperature control mechanism maintains a temperature between about 4°C and about 37°C. For example, during antibody purification, the temperature control mechanism maintains a temperature between about 15°C and about 37°C. Exemplary temperature control mechanisms include, but are not limited to, single loop controllers, multiple loop controllers, closed loop controllers, PID controllers, Peltier elements, resistive heating elements, and/or thermal chucks with circulating water jackets.

구현예들에서, 동적 여과 모듈의 적어도 하나의 지지 로드 또는 롤러는 정적 마찰 계수가 낮은 재료(예를 들어, PTFE, PFA)에서 유래된 기계적으로 평탄한 접촉 표면을 갖는다. 예를 들어, 본원에서 사용되는 "기계적으로 평탄한 접촉 표면"은 정적 마찰 계수가 낮아, 필터 멤브레인의 수송에 반대되는 마찰력이 낮게 생성되는 표면을 지칭한다. 기계적으로 평탄한 접촉 표면은 필터 멤브레인이 동적 방식으로 움직이는 용이성에 영향을 미칠 수 있다. 기계적으로 평탄한 접촉 표면은 또한 표면 거칠기로 측정될 수 있으며, 값이 낮을수록 표면이 더 평탄하다. 또한, 거친 표면은 평탄한 표면보다 표면들 간에 마찰력이 더 크기 때문에, 본원에서 사용되는 기계적으로 평탄한 접촉 표면은 마찰력이 낮은(즉, 정적 마찰 계수가 낮은) 표면을 지칭한다. 대안적으로, 적어도 하나의 지지 로드는 베어링, 예를 들어, 필터 멤브레인 상의 마찰력과 장력을 줄이기 위해 기계적으로 평탄한 접촉 표면을 갖는 슬리브 베어링을 추가로 포함할 수 있다. 추가로, 기계적으로 평탄한 접촉 표면을 갖는 적어도 하나의 지지 로드 또는 롤러는 필터 멤브레인 상의 장력을 줄이기 위해 회전할 수 있다.In embodiments, at least one support rod or roller of the dynamic filtration module has a mechanically flat contact surface derived from a material with a low static coefficient of friction (eg, PTFE, PFA). For example, as used herein, a “mechanically smooth contact surface” refers to a surface that has a low static coefficient of friction, resulting in a low frictional force opposing the transport of the filter membrane. A mechanically flat contact surface can affect the ease with which the filter membrane moves in a dynamic manner. A mechanically smooth contact surface can also be measured by surface roughness, the lower the value the smoother the surface. Also, because rough surfaces have greater friction between surfaces than smooth surfaces, mechanically smooth contact surfaces as used herein refer to surfaces with low friction (i.e., low static coefficient of friction). Alternatively, the at least one support rod may further comprise a bearing, for example a sleeve bearing with a mechanically flat contact surface to reduce friction and tension on the filter membrane. Additionally, at least one support rod or roller having a mechanically flat contact surface can be rotated to reduce tension on the filter membrane.

구현예들에서, 동적 여과 모듈은 불균질 혼합물의 흐름을 조절하고, 불균질 혼합물을 필터 멤브레인의 활성 표적 영역에 분배하기 위한 적어도 하나의 출력 헤드를 포함한다. 예를 들어, 상기 적어도 하나의 출력 헤드는 튜브 또는 슬롯 다이(slot die)이다.In embodiments, the dynamic filtration module includes at least one output head for regulating the flow of the heterogeneous mixture and distributing the heterogeneous mixture to an active target area of the filter membrane. For example, the at least one output head is a tube or slot die.

동적 여과 모듈 내에서, 입력 유속은 정상 상태에서 작동하는 생물반응기의 배출 속도와 일치하며, 이때 상기 배출 속도는 상당히 높은 처리량(예를 들어, 킬로그램/년 기준으로 기존의 생물약제(biopharmaceutical) 제조 처리량과 일치하거나 그 이상의 처리량)을 제공한다. 특정 예에서, z축을 따라 이동이 있거나 없는 xy 래스터링 또는 rθ 래스터링 헤드들뿐만 아니라 유속을 관리하기 위해 여러 헤드들이 사용될 수 있다.Within the dynamic filtration module, the input flow rate matches the exit rate of a bioreactor operating at steady state, where the exit rate corresponds to a significantly higher throughput (e.g., conventional biopharmaceutical manufacturing throughput on a kilogram/year basis). throughput that matches or exceeds). In a specific example, several heads may be used to manage the flow rate, as well as xy rastering or rθ rastering heads with or without movement along the z-axis.

동적여과 모듈은 진공 시스템의 부압을 포함하며, 본원에 설명된 바와 같이, 압력 값은 높은 처리량 및 수율을 달성하기 위해 원하는 필터 멤브레인 수송 이동성을 유지하면서 효율적인 여과를 가능하게 하도록 선택될 수 있다. 구현예들에서, 동적 여과 모듈의 진공 시스템은 연속 여과를 위해 약 -0.05bar 내지 약 -0.98bar의 게이지 압력을 유지한다.The dynamic filtration module includes the negative pressure of the vacuum system, and as described herein, pressure values can be selected to enable efficient filtration while maintaining desired filter membrane transport mobility to achieve high throughput and yield. In embodiments, the vacuum system of the dynamic filtration module maintains a gauge pressure of about -0.05 bar to about -0.98 bar for continuous filtration.

일부 구현예에서는, 공급 구역(예를 들어, 생물반응기 배출 용액 입력 라인 및 출력 헤드 분배 영역 또는 필터 멤브레인 활성 표적 영역)에 추가하여 그리고 후속하여 세척 구역이 제공된다. 세척 구역은 동축 출력 헤드, 별도의 단축 출력 헤드, 별도의 슬롯 다이 출력 헤드, 또는 여러 개의 개구부가 있는 슬롯 다이 출력 헤드를 통해 추가 입력 라인에서 공급되는 세척 버퍼를 포함한다.In some embodiments, a wash zone is provided in addition to and subsequent to the feed zone (eg, bioreactor effluent solution input line and output head distribution zone or filter membrane active target zone). The wash zone includes a wash buffer supplied from an additional input line through a coaxial output head, a separate monoaxial output head, a separate slot die output head, or a slot die output head with multiple openings.

일부 구현예에서, 동적 여과 모듈은 코팅 및 컨버팅 산업에 공지된 요소들, 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 능동 또는 수동 에지 가이드, 장력 조절장치(예를 들어, 댄서), 브레이크 및 장력 검출기, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.In some embodiments, the dynamic filtration module may include elements known in the coatings and converting industry, such as, but not intended to be limiting, active or passive edge guides, tension regulators (eg, dancers), brakes and tension detectors; or any combination thereof.

구현예들에서, 동적 여과에 의해 불균질 혼합물로부터 큰 불순물(예를 들어, 세포, 세포 파편, 및 응집체)을 연속적으로 제거하는 공정은 기공 크기가 서로 다른 적어도 2개의 개별 압연 필터 멤브레인을 사용하는 다단계 여과를 포함한다. 예를 들어, 이러한 다단계 동적 여과 공정은 기공 크기가 작은(예를 들어, 0.2μm) 압연 필터 멤브레인을 갖는 적어도 하나의 제2 동적 여과 장치와 유체 소통하는 기공 크기가 큰(예를 들어, 0.45μm) 압연 필터 멤브레인을 갖는 적어도 하나의 제1 동적 여과 장치를 포함하며, 이로써 생물학적 생성물을 포함하는 여액이 생성된다.In embodiments, the process of continuously removing large impurities (e.g., cells, cell debris, and aggregates) from a heterogeneous mixture by dynamic filtration uses at least two separate rolled filter membranes of different pore sizes. It includes multi-stage filtration. For example, such a multi-stage dynamic filtration process includes a large pore size (eg, 0.2 μm) rolled filter membrane in fluid communication with at least one second dynamic filtration device having a small pore size (eg, 0.2 μm). ) at least one first dynamic filtration device having a rolled filter membrane, whereby a filtrate comprising biological products is produced.

본원에 기재된 바와 같이, 동적 여과 모듈은 킬로그램/년 기준으로 표준 정제(원심분리) 공정과 비슷하거나 더 높은 생물학적 생성물의 수율을 제공한다. 동적 여과 모듈은 또한 부압 상태에 있거나 대기압과 평형을 이룰 수 있는 적어도 하나의 진공 수집 용기에서 다음 단계로 공급할 수 있도록 한다. 동적 여과 모듈에 포함되고 선택된 재료에는 커넥터, 튜빙, 필터 멤브레인, 멤브레인 지지 구조물, 진공 수집 용기(들)가 포함되며, 이들 모두는 단독으로 또는 결합하여 단백질 흡착으로 인한 마찰 및 수율 손실을 최소화하며, 당업자에게 알려져 있다.As described herein, dynamic filtration modules provide comparable or higher yields of biological product on a kilograms per year basis than standard purification (centrifugation) processes. The dynamic filtration module also allows feeding to the next step in at least one vacuum collection vessel that is under negative pressure or can be in equilibrium with atmospheric pressure. selected materials included in the dynamic filtration module include connectors, tubing, filter membranes, membrane support structures, and vacuum collection vessel(s), all of which alone or in combination minimize friction and yield loss due to protein adsorption; known to those skilled in the art.

당업계에서 일반적으로 사용되는 정적 여과 방법과 달리, 동적 여과 모듈의 구성요소들은 연속적이고, 방해받지 않고, 오염되지 않은 여과를 가능하게 하도록 조정된 방식으로 이동한다(예를 들어, 입력 라인으로부터의 불균질 혼합물의 유속에 따라 멤브레인이 이동하거나 전진함).Unlike the static filtration methods commonly used in the art, the components of a dynamic filtration module move in a coordinated manner to enable continuous, unobstructed, uncontaminated filtration (e.g., from the input line The membrane moves or advances depending on the flow rate of the heterogeneous mixture).

루프 컨베이어 시스템을 갖는 친화도 기반의 자성 정제 모듈Affinity-based magnetic purification module with loop conveyor system

본 명세서에서는, 불균질 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 친화도 기반의 자성 정제 모듈이 제공되며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 상기 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다. 또한, 친화도 기반의 자성 정제 모듈은 친화성 자성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 자성 수지 비드의 표면은, 제한하려는 의도 없이, 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 결합하도록 구성된 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 항원 단백질, 단백질, 수용체, 항체, 또는 압타머에 연결되어 있다.In the present specification, an affinity-based magnetic purification module for separating a heterogeneous mixture into two or more fractions is provided, wherein at least one fraction contains a biological product. The module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to allow continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, steady state operation. can be consistent and consistent over time. In addition, the affinity-based magnetic purification module includes a suspension of affinity magnetic resin beads, wherein the surface of the magnetic resin beads is, without limitation, configured to selectively bind to the biological product: protein A, protein G, Linked to protein L, antigenic protein, protein, receptor, antibody, or aptamer.

친화도 기반의 자성 정제 모듈은 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 친화성 자성 수지 비드들, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 친화성 자성 수지 비드들로 충전된 적어도 2개의 수송 용기들을 포함하는 루프 컨베이어 시스템; 세척을 가능하게 하기 위해 불균질 혼합물로부터 상기 자성 수지 비드들을 끌어당겨 분리하는 적어도 하나의 외부 자기장; 상기 생물학적 생성물의 용출을 가능하게 하기 위해 불균질 혼합물로부터 상기 자성 수지 비드들을 끌어당겨 분리하는 적어도 하나의 외부 자기장; 상기 자성 수지 비드들의 재활용을 가능하게 하는 적어도 하나의 외부 자기장; 적어도 하나의 결합/세척 버퍼 시스템; 적어도 하나의 낮은 pH 용출 버퍼 시스템; 적어도 하나의 자성 수지 비드 재생 버퍼 시스템; 적어도 2개의 수송 용기들로부터 폐액을 제거하는 적어도 하나의 흡인기 시스템; 적어도 하나의 수집 용기; 적어도 하나의 센서 또는 검출기; 및 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.The affinity-based magnetic purification module continuously receives a heterogeneous mixture comprising a biological product, and then the resulting heterogeneous mixture comprising a biological product, affinity magnetic resin beads, a buffer, or any combination thereof. a loop conveyor system comprising at least two transport containers filled with affinity magnetic resin beads configured to transport; at least one external magnetic field that attracts and separates the magnetic resin beads from the heterogeneous mixture to enable cleaning; at least one external magnetic field that attracts and separates the magnetic resin beads from the heterogeneous mixture to enable elution of the biological product; at least one external magnetic field enabling recycling of the magnetic resin beads; at least one bind/wash buffer system; at least one low pH elution buffer system; at least one magnetic resin bead regeneration buffer system; at least one aspirator system to remove waste liquid from the at least two transport vessels; at least one collection vessel; at least one sensor or detector; and at least one fluid handling pump.

친화도 기반의 자성 정제 모듈의 장비 설계(도 14 내지 15)는 배치식 공정 또는 반연속 공정과 비교하여 자동화되고 연속적인 생물학적 자성 정제를 가능하게 하며, 작은 풋프린트를 제공한다.The equipment design of the affinity-based magnetic purification module (FIGS. 14-15) enables automated and continuous biological magnetic purification compared to batch or semi-continuous processes, and provides a small footprint.

자기장 강도 및 전계 효과(field effect)는 수송 용기 벽 두께 및 재료 유형, 루프 컨베이어 트랙에서 수송 용기 벽에 대한 근접성, 자성 수지 비드 크기, 농도, 포화 자화(saturation magnetization) 및 자화율(magnetic susceptibility), 및 용액 점도에 따라 달라진다. 구현예들에서, 상기 자기장 강도는 약 0.01 테슬라 내지 약 1 테슬라(예를 들어, 최대 약 1 테슬라) 범위이다. 예를 들어, 상기 자기장은 영구 자석(예를 들어, 네오디뮴 자석)에 의해 생성된다. 상기 영구 자석은 용기 벽의 5mm 이내, 바람직하게는 1mm 이내에 위치할 수 있다. 다른 예에서, 상기 자기장은 전자석에 의해 생성된다. 또 다른 예에서, 자성 수지 비드들의 혼합은 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에 적어도 하나의 수송 용기를 배치함으로써 달성될 수 있다.The magnetic field strength and field effect depend on the transport vessel wall thickness and material type, proximity to the transport vessel wall on the loop conveyor track, magnetic resin bead size, concentration, saturation magnetization and magnetic susceptibility, and Depends on solution viscosity. In embodiments, the magnetic field strength ranges from about 0.01 Tesla to about 1 Tesla (eg, up to about 1 Tesla). For example, the magnetic field is created by permanent magnets (eg neodymium magnets). The permanent magnet may be located within 5 mm, preferably within 1 mm, of the vessel wall. In another example, the magnetic field is generated by an electromagnet. In another example, mixing of the magnetic resin beads may be achieved by placing the at least one transport container between two separate opposing magnetic fields that switch between an on state and an off state.

본원에 기재된 바와 같이, 친화도 기반의 자성 정제 모듈은 자성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 농도는 원하는 결합 능력 또는 원하는 용액 점도에 따라 달라진다. 대안적으로, 친화도 기반의 자성 정제 모듈 자성 수지 비드 크기는 마이크론에서 서브마이크론으로, 예를 들어, 각각 용액 점도 의존성 및 표면 리간드 밀도 의존성과 같은 친화성 상호작용 및 평형을 위한 적절한 유체 역학을 가능하게 하는 데 필요한 표면적 대 부피 비율의 함수인 결합 능력 요구 사항에 따라 달라진다.As described herein, the affinity-based magnetic purification module includes a suspension of magnetic resin beads, the concentration of which is dependent on the desired binding capacity or desired solution viscosity. Alternatively, the affinity-based magnetic purification module magnetic resin bead size can be scaled from microns to submicrons, e.g., enabling appropriate fluid dynamics for affinity interactions and equilibrium, such as solution viscosity dependence and surface ligand density dependence, respectively. binding capacity requirements, which are a function of the surface area-to-volume ratio required to

수송 용기의 수와 크기는 입력 유속, 자성 수지 비드 결합 능력, 및 결합 평형 시간에 따라 달라진다. 수송 용기의 재료와 벽 두께는 자기장의 강도와 근접성에 따라 달라진다.The number and size of transport vessels depends on input flow rate, magnetic resin bead binding capacity, and binding equilibration time. The material and wall thickness of the transport container depends on the strength and proximity of the magnetic field.

친화도 기반의 자성 정제 모듈의 자성 수지 비드들에 대한 재료 선택은 무시할 수 있는 침출물과 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 견고한 안정성을 제공하는 데 중요하다. 자성 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.The material selection for the magnetic resin beads of the affinity-based magnetic purification module is important to provide negligible leachables and robust stability enabling recycling and reuse. Magnetic resin beads can be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

결합/세척 버퍼는 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 및 제거될 작은 불순물에 따라 달라진다. pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 및 유기염 및/또는 무기염의 사용을 포함하는 결합/세척 버퍼에 대한 다른 고려사항도 결합/세척 버퍼에서 고려된다. 또한, 효과적인 세척을 위해 추가 수송 용기와 반복된 컨베이어 트랙 위치가 필요할 수도 있다.Binding/washing buffers depend on the desired biological product (eg monoclonal antibody) and minor impurities to be removed. Other considerations for binding/washing buffers are also taken into account in binding/washing buffers, including pH, ionic strength, use of surfactants, and use of organic and/or inorganic salts. Additionally, additional transport containers and repeated conveyor track positions may be required for effective cleaning.

용출 버퍼는 자성 수지 비드 표면 리간드들과 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 사이의 결합 친화도(예를 들어, 비공유 상호작용의 강도)에 따라 달라진다. 예를 들어, 용출 버퍼는 pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 유기염 및/또는 무기염의 사용, 여러 용출 버퍼 조성물의 사용(예를 들어, 수율 증가를 위해, 이는 추가 수송 용기와 반복된 컨베이어 트랙 위치가 필요할 수 있음)이 변화될 수 있다. 또한, 효과적인 용출을 위해 추가 수송 용기와 반복된 컨베이어 트랙 위치가 필요할 수도 있다.The elution buffer depends on the binding affinity (eg, strength of non-covalent interaction) between the magnetic resin bead surface ligands and the desired biological product (eg, monoclonal antibody). For example, the elution buffer can be adjusted according to pH, ionic strength, use of surfactants, use of organic and/or inorganic salts, use of different elution buffer compositions (e.g., to increase yield, this may include additional transport containers and repeated conveyors). track position (which may be required) may be varied. Additionally, additional transport containers and repeated conveyor track locations may be required for effective elution.

컨베이어 트랙 진행에서 각 단계의 체류 시간(dwell time)은 유속, 평형 시간, 및 처리량 볼륨(throughput volume)에 따라 달라진다. 또한, 버퍼 조성 및 pH에 따라, 세척 단계 동안의 바이러스 불활성화 및 제거도 고려되므로, 예를 들어, 단클론 항체를 정제할 때 별도의 바이러스 불활성화 및 제거 공정 단계가 필요하지 않을 것이다.The dwell time of each stage in the conveyor track progression depends on the flow rate, equilibration time, and throughput volume. Also, depending on the buffer composition and pH, viral inactivation and removal during the washing step is also taken into account, so that, for example, when purifying monoclonal antibodies, a separate virus inactivation and removal process step will not be necessary.

친화도 기반의 자성 정제 모듈은 공정 중 분석 테스트(in-process analytical testing) 및/또는 인라인 분석 측정 기술을 위한 인라인 샘플링 포트들을 포함할 수 있다. 또한, 인라인 분석 측정 기술(예를 들어, 유동 센서, 광학 밀도 측정 장치, UV 검출기, RI 검출기)을 사용하여 공정에서 피드백 제어 메커니즘을 활성화할 수 있다.The affinity-based magnetic purification module may include in-line sampling ports for in-process analytical testing and/or in-line analytical measurement techniques. In addition, in-line analytical measurement techniques (e.g., flow sensors, optical density measurement devices, UV detectors, RI detectors) can be used to activate feedback control mechanisms in the process.

당업계에서 일반적으로 사용되는 기존의 패킹된 컬럼 크로마토그래피 및 컬럼 전환 크로마토그래피 방법과 달리, 친화도 기반의 자성 정제 모듈은 인시츄(in situ) 재생 및 재활용이 가능한 이동성 친화성 수지를 이용하여 수지를 보다 효율적으로 사용하고, 기존의 컬럼 용량 한계에 대한 우려 없이 작은 풋프린트에서 연속 처리를 가능하게 한다.Unlike the conventional packed column chromatography and column switching chromatography methods commonly used in the art, the affinity-based magnetic purification module uses a mobile affinity resin that can be regenerated and recycled in situ. more efficiently and enable continuous processing in a small footprint without the concerns of traditional column capacity limitations.

픽앤플레이스 로봇 시스템을 갖는 친화도 기반의 자성 정제 모듈Affinity-based magnetic purification module with pick-and-place robot system

본 명세서에서는, 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 친화도 기반의 자성 정제 모듈이 제공되며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 상기 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다. 또한, 친화도 기반의 자성 정제 모듈은 친화성 자성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 자성 수지 비드의 표면은, 제한하려는 의도 없이, 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 결합하도록 구성된 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 항원 단백질, 단백질, 수용체, 항체, 또는 압타머에 연결되어 있다.In the present specification, an affinity-based magnetic purification module for separating a mixture into two or more fractions is provided, wherein at least one fraction contains a biological product. The module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to allow continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, steady state operation. can be consistent and consistent over time. In addition, the affinity-based magnetic purification module includes a suspension of affinity magnetic resin beads, wherein the surface of the magnetic resin beads is, without limitation, configured to selectively bind to the biological product: protein A, protein G, Linked to protein L, antigenic protein, protein, receptor, antibody, or aptamer.

친화도 기반의 자성 정제 모듈은 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 친화성 자성 수지 비드들, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 친화성 자성 수지 비드들로 충전된 적어도 2개의 수송 용기들을 포함하는 픽앤플레이스 로봇 시스템; 세척을 가능하게 하기 위해 불균질 혼합물로부터 상기 자성 수지 비드들을 끌어당겨 분리하는 적어도 하나의 외부 자기장; 상기 생물학적 생성물의 용출을 가능하게 하기 위해 불균질 혼합물로부터 상기 자성 수지 비드들을 끌어당겨 분리하는 적어도 하나의 외부 자기장; 상기 자성 수지 비드들의 재활용을 가능하게 하는 적어도 하나의 외부 자기장; 적어도 하나의 결합/세척 버퍼 시스템; 적어도 하나의 낮은 pH 용출 버퍼 시스템; 적어도 하나의 자성 수지 비드 재생 버퍼 시스템; 적어도 2개의 수송 용기들로부터 폐액을 제거하는 적어도 하나의 흡인기 시스템; 적어도 하나의 수집 용기; 적어도 하나의 센서 또는 검출기; 및 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.The affinity-based magnetic purification module is configured to continuously receive a mixture comprising a biological product and then transport the resulting heterogeneous mixture comprising the biological product, affinity magnetic resin beads, a buffer, or any combination thereof. a pick-and-place robot system comprising at least two transport containers filled with the constructed affinity magnetic resin beads; at least one external magnetic field that attracts and separates the magnetic resin beads from the heterogeneous mixture to enable cleaning; at least one external magnetic field that attracts and separates the magnetic resin beads from the heterogeneous mixture to enable elution of the biological product; at least one external magnetic field enabling recycling of the magnetic resin beads; at least one bind/wash buffer system; at least one low pH elution buffer system; at least one magnetic resin bead regeneration buffer system; at least one aspirator system to remove waste liquid from the at least two transport vessels; at least one collection vessel; at least one sensor or detector; and at least one fluid handling pump.

친화도 기반의 자성 정제 모듈의 장비 설계(도 18)는 배치식 공정 또는 반연속 공정과 비교하여 자동화되고 연속적인 생물학적 자성 정제를 가능하게 하며, 작은 풋프린트를 제공한다.The equipment design of the affinity-based magnetic purification module (FIG. 18) enables automated and continuous biological magnetic purification compared to batch or semi-continuous processes and provides a small footprint.

자기장 강도 및 전계 효과는 수송 용기 벽 두께 및 재료 유형, 배치된 수송 용기 벽에 대한 근접성, 자성 수지 비드 크기, 농도, 포화 자화 및 자화율, 및 용액 점도에 따라 달라진다. 구현예들에서, 상기 자기장 강도는 약 0.01 테슬라 내지 약 1 테슬라(예를 들어, 최대 약 1 테슬라) 범위이다. 예를 들어, 상기 자기장은 영구 자석(예를 들어, 네오디뮴 자석)에 의해 생성된다. 상기 영구 자석은 용기 벽의 5mm 이내, 바람직하게는 1mm 이내에 위치할 수 있다. 다른 예에서, 상기 자기장은 전자석에 의해 생성된다. 또 다른 예에서, 자성 수지 비드들의 혼합은 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에 적어도 하나의 수송 용기를 배치함으로써 달성될 수 있다.The magnetic field strength and field effect depend on the transport container wall thickness and type of material, the proximity to the placed transport container wall, the magnetic resin bead size, concentration, saturation magnetization and susceptibility, and solution viscosity. In embodiments, the magnetic field strength ranges from about 0.01 Tesla to about 1 Tesla (eg, up to about 1 Tesla). For example, the magnetic field is created by permanent magnets (eg neodymium magnets). The permanent magnet may be located within 5 mm, preferably within 1 mm, of the vessel wall. In another example, the magnetic field is generated by an electromagnet. In another example, mixing of the magnetic resin beads may be achieved by placing the at least one transport container between two separate opposing magnetic fields that switch between an on state and an off state.

본원에 기재된 바와 같이, 친화도 기반의 자성 정제 모듈은 자성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 농도는 원하는 결합 능력 또는 원하는 용액 점도에 따라 달라진다. 대안적으로, 친화도 기반의 자성 정제 모듈 자성 수지 비드 크기는 마이크론에서 서브마이크론으로, 예를 들어, 각각 용액 점도 의존성 및 표면 리간드 밀도 의존성과 같은 평형 및 친화성 상호작용을 위한 적절한 유체 역학을 가능하게 하는 데 필요한 표면적 대 부피 비율의 함수인 결합 능력 요구 사항에 따라 달라진다.As described herein, the affinity-based magnetic purification module includes a suspension of magnetic resin beads, the concentration of which is dependent on the desired binding capacity or desired solution viscosity. Alternatively, affinity-based magnetic purification module magnetic resin bead sizes can be scaled from microns to submicrons, e.g., enabling appropriate fluid dynamics for equilibrium and affinity interactions, such as solution viscosity dependence and surface ligand density dependence, respectively. binding capacity requirements, which are a function of the surface area-to-volume ratio required to

수송 용기의 수와 크기는 입력 유속, 자성 수지 비드 결합 능력, 및 결합 평형 시간에 따라 달라진다. 수송 용기의 재료와 벽 두께는 자기장의 강도와 근접성에 따라 달라진다.The number and size of transport vessels depends on input flow rate, magnetic resin bead binding capacity, and binding equilibration time. The material and wall thickness of the transport container depends on the strength and proximity of the magnetic field.

친화도 기반의 자성 정제 모듈의 자성 수지 비드들에 대한 재료 선택은 무시할 수 있는 침출물과 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 견고한 안정성을 제공하는 데 중요하다. 자성 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.The material selection for the magnetic resin beads of the affinity-based magnetic purification module is important to provide negligible leachables and robust stability enabling recycling and reuse. Magnetic resin beads may be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

결합/세척 버퍼는 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 및 제거될 작은 불순물에 따라 달라진다. pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 및 유기염 및/또는 무기염의 사용을 포함하는 결합/세척 버퍼에 대한 다른 고려사항도 결합/세척 버퍼에서 고려된다. 또한, 효과적인 세척을 위해 추가 수송 용기와 반복된 픽앤플레이스 위치가 필요할 수도 있다.Binding/washing buffers depend on the desired biological product (eg monoclonal antibody) and minor impurities to be removed. Other considerations for binding/washing buffers are also taken into account in binding/washing buffers, including pH, ionic strength, use of surfactants, and use of organic and/or inorganic salts. Additionally, additional transport containers and repeated pick-and-place locations may be required for effective cleaning.

용출 버퍼는 자성 수지 비드 표면 리간드들과 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 사이의 결합 친화도(예를 들어, 비공유 상호작용의 강도)에 따라 달라진다. 예를 들어, 용출 버퍼는 pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 유기염 및/또는 무기염의 사용, 여러 용출 버퍼 조성물의 사용(예를 들어, 수율 증가를 위해, 이는 추가 수송 용기와 반복된 컨베이어 트랙 위치가 필요할 수 있음)이 변화될 수 있다. 또한, 효과적인 용출을 위해 추가 수송 용기와 반복된 픽앤플레이스 위치가 필요할 수도 있다.The elution buffer depends on the binding affinity (eg, strength of non-covalent interaction) between the magnetic resin bead surface ligands and the desired biological product (eg, monoclonal antibody). For example, the elution buffer can be adjusted according to pH, ionic strength, use of surfactants, use of organic and/or inorganic salts, use of different elution buffer compositions (e.g., to increase yield, this may include additional transport containers and repeated conveyors). track position (which may be required) may be varied. Additionally, additional transport containers and repeated pick-and-place locations may be required for effective elution.

픽앤플레이스 공정을 통한 수송 용기 진행에서 각 단계의 체류 시간은 유속, 평형 시간, 및 처리량 볼륨에 따라 달라진다. 또한, 버퍼 조성 및 pH에 따라, 세척 단계 동안의 바이러스 불활성화 및 제거도 고려되므로, 예를 들어, 단클론 항체를 정제할 때 별도의 바이러스 불활성화 및 제거 공정 단계가 필요하지 않을 것이다.The residence time of each step in the transport vessel progression through the pick and place process depends on the flow rate, equilibration time, and throughput volume. Also, depending on the buffer composition and pH, viral inactivation and removal during the washing step is also taken into account, so that, for example, when purifying monoclonal antibodies, a separate virus inactivation and removal process step will not be necessary.

친화도 기반의 정제 모듈은 공정 중 분석 테스트 및/또는 인라인 분석 측정 기술을 위한 인라인 샘플링 포트들을 포함할 수 있다. 또한, 인라인 분석 측정 기술(예를 들어, 유동 센서, 광학 밀도 측정 장치, UV 검출기, RI 검출기)을 사용하여 공정에서 피드백 제어 메커니즘을 활성화할 수 있다.The affinity-based purification module may include in-line sampling ports for in-process analytical testing and/or in-line analytical measurement techniques. In addition, in-line analytical measurement techniques (e.g., flow sensors, optical density measurement devices, UV detectors, RI detectors) can be used to activate feedback control mechanisms in the process.

당업계에서 일반적으로 사용되는 기존의 패킹된 컬럼 크로마토그래피 및 컬럼 전환 크로마토그래피 방법과 달리, 친화도 기반의 자성 정제 모듈은 인시츄 재생 및 재활용이 가능한 이동성 친화성 수지를 이용하여 수지를 보다 효율적으로 사용하고, 기존의 컬럼 용량 한계에 대한 우려 없이 작은 풋프린트에서 연속 처리를 가능하게 한다.Unlike the conventional packed column chromatography and column switching chromatography methods commonly used in the art, the affinity-based magnetic purification module uses a mobile affinity resin that can be regenerated and recycled in situ to more efficiently process the resin. and enables continuous processing in a small footprint without the concerns of traditional column capacity limitations.

루프 컨베이어 시스템을 갖는 양전하 기반의 자성 정제 모듈Positive Charge Based Magnetic Purification Module with Loop Conveyor System

본원에 기재된 바와 같이, 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 양전하 기반의 자성 정제 모듈이 포함되며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 양전하 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다. 또한, 양전하 기반의 자성 정제 모듈은 양이온성 자성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 자성 수지 비드의 표면은 특정 pH 및 이온 강도에서 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 회합하도록 구성된 양이온성 작용기를 포함한다.As described herein, a positive charge based magnetic purification module is included for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The positive charge-based magnetic purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to allow continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, , can be consistent and constant during steady state operation. In addition, the positive charge-based magnetic purification module includes a suspension of cationic magnetic resin beads, wherein the surface of the magnetic resin beads includes cationic functional groups configured to selectively associate with the biological product at a specific pH and ionic strength.

양전하 기반의 자성 정제 모듈은 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 양이온성 자성 수지 비드들, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 양이온성 자성 수지 비드들로 충전된 적어도 2개의 수송 용기들을 포함하는 루프 컨베이어 시스템; 세척을 가능하게 하기 위해 불균질 혼합물로부터 상기 자성 수지 비드들을 끌어당겨 분리하는 적어도 하나의 외부 자기장; 상기 생물학적 생성물의 해리를 가능하게 하기 위해 불균질 혼합물로부터 상기 자성 수지 비드들을 끌어당겨 분리하는 적어도 하나의 외부 자기장; 상기 자성 수지 비드들의 재활용을 가능하게 하는 적어도 하나의 외부 자기장; 적어도 하나의 해리/세척 버퍼 시스템, 적어도 하나의 해리 버퍼 시스템; 적어도 하나의 자성 수지 비드 재생 버퍼 시스템; 적어도 2개의 수송 용기들로부터 폐액을 제거하는 적어도 하나의 흡인기 시스템; 적어도 하나의 수집 용기; 적어도 하나의 센서 또는 검출기; 및 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.The positive charge based magnetic purification module is configured to continuously receive a mixture comprising a biological product and then transport the resulting heterogeneous mixture comprising the biological product, cationic magnetic resin beads, a buffer, or any combination thereof. a loop conveyor system comprising at least two transport containers filled with cationic magnetic resin beads; at least one external magnetic field that attracts and separates the magnetic resin beads from the heterogeneous mixture to enable cleaning; at least one external magnetic field that attracts and separates the magnetic resin beads from the heterogeneous mixture to enable dissociation of the biological product; at least one external magnetic field enabling recycling of the magnetic resin beads; at least one dissociation/wash buffer system, at least one dissociation buffer system; at least one magnetic resin bead regeneration buffer system; at least one aspirator system to remove waste liquid from the at least two transport vessels; at least one collection vessel; at least one sensor or detector; and at least one fluid handling pump.

양전하 기반의 자성 정제 모듈을 위한 장비 설계(도 16 내지 17)는 배치식 공정 또는 반연속 공정과 비교하여 자동화되고 연속적인 생물학적 자성 정제를 가능하게 하며, 작은 풋프린트를 제공한다.The equipment design for the positive charge based magnetic purification module ( FIGS. 16-17 ) enables automated and continuous biological magnetic purification compared to batch or semi-continuous processes and provides a small footprint.

자기장 강도 및 전계 효과는 수송 용기 벽 두께 및 재료 유형, 루프 컨베이어 트랙에서 수송 용기 벽에 대한 근접성, 자성 수지 비드 크기, 농도, 포화 자화 및 자화율, 및 용액 점도에 따라 달라진다. 구현예들에서, 상기 자기장 강도는 약 0.01 테슬라 내지 약 1 테슬라(예를 들어, 최대 약 1 테슬라) 범위이다. 예를 들어, 상기 자기장은 영구 자석(예를 들어, 네오디뮴 자석)에 의해 생성된다. 상기 영구 자석은 용기 벽의 5mm 이내, 바람직하게는 1mm 이내에 위치할 수 있다. 다른 예에서, 상기 자기장은 전자석에 의해 생성된다. 또 다른 예에서, 자성 수지 비드들의 혼합은 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에 적어도 하나의 수송 용기를 배치함으로써 달성될 수 있다.The magnetic field strength and field effect depend on the transport vessel wall thickness and material type, proximity to the transport vessel wall on the loop conveyor track, magnetic resin bead size, concentration, saturation magnetization and susceptibility, and solution viscosity. In embodiments, the magnetic field strength ranges from about 0.01 Tesla to about 1 Tesla (eg, up to about 1 Tesla). For example, the magnetic field is created by permanent magnets (eg neodymium magnets). The permanent magnet may be located within 5 mm, preferably within 1 mm, of the vessel wall. In another example, the magnetic field is generated by an electromagnet. In another example, mixing of the magnetic resin beads may be achieved by placing the at least one transport container between two separate opposing magnetic fields that switch between an on state and an off state.

본원에 기재된 바와 같이, 양전하 기반의 자성 정제 모듈은 자성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 농도는 원하는 전하 또는 정전기적 회합 용량, 또는 원하는 용액 점도에 따라 달라진다. 대안적으로, 양전하 기반의 자성 정제 모듈 자성 수지 비드 크기는 마이크론에서 서브마이크론으로, 예를 들어, 각각 용액 점도 의존성 및 표면 전하 밀도 의존성과 같은 평형 및 전하 또는 정전기적 상호작용을 위한 적절한 유체 역학을 가능하게 하는 데 필요한 표면적 대 부피 비율의 함수인 전하 또는 정전기적 회합 용량 요구 사항에 따라 달라진다.As described herein, a positive charge-based magnetic purification module includes a suspension of magnetic resin beads, the concentration of which depends on the desired charge or electrostatic association capacity, or the desired solution viscosity. Alternatively, positive charge-based magnetic purification module magnetic resin bead sizes range from microns to submicrons, e.g., equilibrium such as solution viscosity dependence and surface charge density dependence, respectively, and appropriate fluid dynamics for charge or electrostatic interactions. Depends on the charge or electrostatic association capacity requirements, which are a function of the surface area to volume ratio required to enable

수송 용기의 수와 크기는 입력 유속, 자성 수지 비드 전하 또는 정전기적 회합 용량, 및 회합 평형 시간에 따라 달라진다. 수송 용기의 재료와 벽 두께는 자기장의 강도와 근접성에 따라 달라진다.The number and size of transport vessels depends on the input flow rate, the magnetic resin bead charge or electrostatic association capacity, and the association equilibration time. The material and wall thickness of the transport container depends on the strength and proximity of the magnetic field.

양전하 기반의 자성 정제 모듈의 자성 수지 비드들에 대한 재료 선택은 무시할 수 있을 정도의 침출물과 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 견고한 안정성을 제공하는 데 중요하다. 자성 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.The material selection for the magnetic resin beads of the positive charge-based magnetic purification module is important to provide negligible leachables and robust stability to enable recycling and reuse. Magnetic resin beads may be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

양전하 기반의 자성 정제 모듈 내에서, 양이온성 표면 선택은 중요한 고려사항이며, 양이온성 폴리머, 순 양전하 펩티드 또는 단백질, 아민 작용기를 포함할 수 있다. 또한, 양이온성 표면 선택은 규정된 버퍼(pH 및 이온 강도) 내에서 양전하 비드 표면과 생물학적 생성물 사이의 적절한 정전기적 상호작용 및 안정성을 달성하는 것을 기반으로 한다.Within positive charge-based magnetic purification modules, cationic surface selection is an important consideration, and may include cationic polymers, net positively charged peptides or proteins, and amine functional groups. In addition, the selection of cationic surfaces is based on achieving appropriate electrostatic interactions and stability between the positively charged bead surface and the biological product within a defined buffer (pH and ionic strength).

양전하 기반의 자성 정제 모듈의 회합/세척 버퍼는 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 및 제거될 작은 불순물에 따라 달라진다. 또한, pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 및 유기염 및/또는 무기염의 사용도 회합/세척 버퍼에서 고려된다. 또한, 효과적인 세척을 위해 추가 수송 용기와 반복된 컨베이어 트랙 위치가 필요할 수도 있다.The association/washing buffer of the positive charge based magnetic purification module depends on the desired biological product (eg monoclonal antibody) and the small impurities to be removed. Additionally, pH, ionic strength, use of surfactants, and use of organic and/or inorganic salts are also considered in the association/wash buffer. Additionally, additional transport containers and repeated conveyor track positions may be required for effective cleaning.

양전하 기반의 자성 정제 모듈의 해리 버퍼는 양이온성 자성 수지 비드 표면 작용기와 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 사이의 정전기적 상호작용의 강도에 따라 달라진다. 예를 들어, 해리 버퍼는 pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 유기염 및/또는 무기염의 사용, 여러 해리 버퍼 조성물의 사용(예를 들어, 수율 증가를 위해, 이는 추가 수송 용기와 반복된 컨베이어 트랙 위치가 필요할 수 있음)이 변화될 수 있다. 다른 예에서, 구배 해리 효과를 생성하기 위해 pH, 이온 강도, 또는 이들의 임의의 조합이 변화된 여러 해리 버퍼들이 순차적으로 이용된다. 또한, 효과적인 해리를 위해 추가 수송 용기와 반복된 컨베이어 트랙 위치가 필요할 수도 있다.The dissociation buffer of the positive charge-based magnetic purification module depends on the strength of the electrostatic interaction between the cationic magnetic resin bead surface functional group and the desired biological product (eg, monoclonal antibody). For example, the dissociation buffer may be modified according to pH, ionic strength, use of surfactants, use of organic and/or inorganic salts, use of different dissociation buffer compositions (e.g., to increase yield, which may include additional transport vessels and repeated conveyors). track position (which may be required) may be varied. In another example, several dissociation buffers with varying pH, ionic strength, or any combination thereof are used sequentially to create a gradient dissociation effect. Additionally, additional transport containers and repeated conveyor track positions may be required for effective dissociation.

양전하 기반의 자성 정제 모듈의 컨베이어 트랙 진행에서 각 단계의 체류 시간은 유속, 평형 시간, 및 처리량 볼륨에 따라 달라진다. 또한, 버퍼 조성 및 pH에 따라, 세척 단계 동안의 바이러스 불활성화 및 제거도 고려되므로, 예를 들어, 단클론 항체를 정제할 때 별도의 바이러스 불활성화 및 제거 공정 단계가 필요하지 않을 것이다.The residence time of each step in the conveyor track progression of the positive charge-based magnetic purification module depends on the flow rate, equilibration time, and throughput volume. Also, depending on the buffer composition and pH, viral inactivation and removal during the washing step is also taken into account, so that, for example, when purifying monoclonal antibodies, a separate virus inactivation and removal process step will not be necessary.

양전하 기반의 정제 모듈은 공정 중 분석 테스트 및/또는 인라인 분석 측정 기술을 위한 인라인 샘플링 포트들을 포함할 수 있다. 또한, 인라인 분석 측정 기술(예를 들어, 유동 센서, 광학 밀도 측정 장치, UV 검출기, RI 검출기)을 사용하여 공정에서 피드백 제어 메커니즘을 활성화할 수 있다.The positive charge based purification module may include in-line sampling ports for in-process analytical testing and/or in-line analytical measurement techniques. In addition, in-line analytical measurement techniques (e.g., flow sensors, optical density measurement devices, UV detectors, RI detectors) can be used to activate feedback control mechanisms in the process.

당업계에서 일반적으로 사용되는 기존의 패킹된 컬럼 크로마토그래피 및 컬럼 전환 크로마토그래피 방법과 달리, 양전하 기반의 자성 정제 모듈은 인시츄 재생 및 재활용이 가능한 이동성 친화성 수지를 이용하여 수지를 보다 효율적으로 사용하고, 기존의 컬럼 용량 한계에 대한 우려 없이 작은 풋프린트에서 연속 처리를 가능하게 한다.Unlike the conventional packed column chromatography and column switching chromatography methods commonly used in the art, the positive charge-based magnetic purification module uses a mobile affinity resin that can be regenerated and recycled in situ and uses the resin more efficiently. and enables continuous processing in a small footprint without the concerns of traditional column capacity limitations.

픽앤플레이스 로봇 시스템을 갖는 양전하 기반 자성 정제 모듈 Positive charge-based magnetic purification module with pick-and-place robotic system

본원에 기재된 바와 같이, 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 양전하 기반의 자성 정제 모듈이 포함되며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 양전하 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다. 또한, 양전하 기반의 자성 정제 모듈은 양이온성 자성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 자성 수지 비드의 표면은 특정 pH 및 이온 강도에서 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 회합하도록 구성된 양이온성 작용기를 포함한다.As described herein, a positive charge based magnetic purification module is included for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The positive charge-based magnetic purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to allow continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, , can be consistent and constant during steady state operation. In addition, the positive charge-based magnetic purification module includes a suspension of cationic magnetic resin beads, wherein the surface of the magnetic resin beads includes cationic functional groups configured to selectively associate with the biological product at a specific pH and ionic strength.

양전하 기반의 자성 정제 모듈은 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 양이온성 자성 수지 비드들, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 양이온성 자성 수지 비드들로 충전된 적어도 2개의 수송 용기들을 포함하는 픽앤플레이스 로봇 시스템; 세척을 가능하게 하기 위해 불균질 혼합물로부터 상기 자성 수지 비드들을 끌어당겨 분리하는 적어도 하나의 외부 자기장; 상기 생물학적 생성물의 해리를 가능하게 하기 위해 불균질 혼합물로부터 상기 자성 수지 비드들을 끌어당겨 분리하는 적어도 하나의 외부 자기장; 상기 자성 수지 비드들의 재활용을 가능하게 하는 적어도 하나의 외부 자기장; 적어도 하나의 해리/세척 버퍼 시스템, 적어도 하나의 해리 버퍼 시스템; 적어도 하나의 자성 수지 비드 재생 버퍼 시스템; 적어도 2개의 수송 용기들로부터 폐액을 제거하는 적어도 하나의 흡인기 시스템; 적어도 하나의 수집 용기; 적어도 하나의 센서 또는 검출기; 및 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.The positive charge based magnetic purification module is configured to continuously receive a mixture comprising a biological product and then transport the resulting heterogeneous mixture comprising the biological product, cationic magnetic resin beads, a buffer, or any combination thereof. a pick-and-place robotic system comprising at least two transport containers filled with cationic magnetic resin beads; at least one external magnetic field that attracts and separates the magnetic resin beads from the heterogeneous mixture to enable cleaning; at least one external magnetic field that attracts and separates the magnetic resin beads from the heterogeneous mixture to enable dissociation of the biological product; at least one external magnetic field enabling recycling of the magnetic resin beads; at least one dissociation/wash buffer system, at least one dissociation buffer system; at least one magnetic resin bead regeneration buffer system; at least one aspirator system to remove waste liquid from the at least two transport vessels; at least one collection vessel; at least one sensor or detector; and at least one fluid handling pump.

양전하 기반의 자성 정제 모듈을 위한 장비 설계(도 19)는 배치식 공정 또는 반연속 공정과 비교하여 자동화되고 연속적인 생물학적 자성 정제를 가능하게 하며, 작은 풋프린트를 제공한다.The equipment design for the positive charge-based magnetic purification module (FIG. 19) enables automated and continuous biological magnetic purification compared to batch or semi-continuous processes and provides a small footprint.

자기장 강도 및 전계 효과는 수송 용기 벽 두께 및 재료 유형, 루프 컨베이어 트랙에서 수송 용기 벽에 대한 근접성, 자성 수지 비드 크기, 농도, 포화 자화 및 자화율, 및 용액 점도에 따라 달라진다. 구현예들에서, 상기 자기장 강도는 약 0.01 테슬라 내지 약 1 테슬라(예를 들어, 최대 약 1 테슬라) 범위이다. 예를 들어, 상기 자기장은 영구 자석(예를 들어, 네오디뮴 자석)에 의해 생성된다. 상기 영구 자석은 용기 벽의 5mm 이내, 바람직하게는 1mm 이내에 위치할 수 있다. 다른 예에서, 상기 자기장은 전자석에 의해 생성된다. 또 다른 예에서, 자성 수지 비드들의 혼합은 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에 적어도 하나의 수송 용기를 배치함으로써 달성될 수 있다.The magnetic field strength and field effect depend on the transport vessel wall thickness and material type, proximity to the transport vessel wall on the loop conveyor track, magnetic resin bead size, concentration, saturation magnetization and susceptibility, and solution viscosity. In embodiments, the magnetic field strength ranges from about 0.01 Tesla to about 1 Tesla (eg, up to about 1 Tesla). For example, the magnetic field is created by permanent magnets (eg neodymium magnets). The permanent magnet may be located within 5 mm, preferably within 1 mm, of the container wall. In another example, the magnetic field is generated by an electromagnet. In another example, mixing of the magnetic resin beads may be achieved by placing the at least one transport container between two separate opposing magnetic fields that switch between an on state and an off state.

본원에 기재된 바와 같이, 양전하 기반의 자성 정제 모듈은 자성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 농도는 원하는 전하 또는 정전기적 회합 용량, 또는 원하는 용액 점도에 따라 달라진다. 대안적으로, 양전하 기반의 자성 정제 모듈 자성 수지 비드 크기는 마이크론에서 서브마이크론으로, 예를 들어, 각각 용액 점도 의존성 및 표면 전하 밀도 의존성과 같은 평형 및 전하 또는 정전기적 상호작용을 위한 적절한 유체 역학을 가능하게 하는 데 필요한 표면적 대 부피 비율의 함수인 전하 또는 정전기적 회합 용량 요구 사항에 따라 달라진다.As described herein, a positive charge-based magnetic purification module includes a suspension of magnetic resin beads, the concentration of which depends on the desired charge or electrostatic association capacity, or the desired solution viscosity. Alternatively, positive charge-based magnetic purification module magnetic resin bead sizes range from microns to submicrons, e.g., equilibrium such as solution viscosity dependence and surface charge density dependence, respectively, and appropriate fluid dynamics for charge or electrostatic interactions. Depends on the charge or electrostatic association capacity requirements, which are a function of the surface area to volume ratio required to enable

수송 용기의 수와 크기는 입력 유속, 자성 수지 비드 전하 또는 정전기적 회합 용량, 및 회합 평형 시간에 따라 달라진다. 수송 용기의 재료와 벽 두께는 자기장의 강도와 근접성에 따라 달라진다.The number and size of transport vessels depends on the input flow rate, the magnetic resin bead charge or electrostatic association capacity, and the association equilibration time. The material and wall thickness of the transport container depends on the strength and proximity of the magnetic field.

양전하 기반의 자성 정제 모듈의 자성 수지 비드들에 대한 재료 선택은 무시할 수 있을 정도의 침출물과 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 견고한 안정성을 제공하는 데 중요하다. 자성 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.The material selection for the magnetic resin beads of the positive charge-based magnetic purification module is important to provide negligible leachables and robust stability to enable recycling and reuse. Magnetic resin beads may be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

양전하 기반의 자성 정제 모듈 내에서, 양이온성 표면 선택은 중요한 고려사항이며, 양이온성 폴리머, 순 양전하 펩티드 또는 단백질, 아민 작용기를 포함할 수 있다. 또한, 양이온성 표면 선택은 규정된 버퍼(pH 및 이온 강도) 내에서 양전하 비드 표면과 생물학적 생성물 사이의 적절한 정전기적 상호작용 및 안정성을 달성하는 것을 기반으로 한다.Within positive charge-based magnetic purification modules, cationic surface selection is an important consideration, and may include cationic polymers, net positively charged peptides or proteins, and amine functional groups. In addition, the selection of cationic surfaces is based on achieving appropriate electrostatic interactions and stability between the positively charged bead surface and the biological product within a defined buffer (pH and ionic strength).

양전하 기반의 자성 정제 모듈의 회합/세척 버퍼는 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 및 제거될 작은 불순물에 따라 달라진다. 또한, pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 및 유기염 및/또는 무기염의 사용도 회합/세척 버퍼에서 고려된다. 또한, 효과적인 세척을 위해 추가 수송 용기와 반복된 픽앤플레이스 위치가 필요할 수도 있다.The association/washing buffer of the positive charge based magnetic purification module depends on the desired biological product (eg monoclonal antibody) and the small impurities to be removed. Additionally, pH, ionic strength, use of surfactants, and use of organic and/or inorganic salts are also considered in the association/wash buffer. Additionally, additional transport containers and repeated pick-and-place locations may be required for effective cleaning.

양전하 기반의 자성 정제 모듈의 해리 버퍼는 양이온성 자성 수지 비드 표면 작용기와 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 사이의 정전기적 상호작용의 강도에 따라 달라진다. 예를 들어, 해리 버퍼는 pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 유기염 및/또는 무기염의 사용, 여러 해리 버퍼 조성물의 사용(예를 들어, 수율 증가를 위해, 이는 추가 수송 용기와 반복된 컨베이어 트랙 위치가 필요할 수 있음)이 변화될 수 있다. 다른 예에서, 구배 해리 효과를 생성하기 위해 pH, 이온 강도, 또는 이들의 임의의 조합이 변화된 여러 해리 버퍼들이 순차적으로 이용된다. 또한, 효과적인 해리를 위해 추가 수송 용기와 반복된 픽앤플레이스 위치가 필요할 수도 있다.The dissociation buffer of the positive charge-based magnetic purification module depends on the strength of the electrostatic interaction between the cationic magnetic resin bead surface functional group and the desired biological product (eg, monoclonal antibody). For example, the dissociation buffer may be modified according to pH, ionic strength, use of surfactants, use of organic and/or inorganic salts, use of different dissociation buffer compositions (e.g., to increase yield, which may include additional transport vessels and repeated conveyors). track position (which may be required) may be varied. In another example, several dissociation buffers with varying pH, ionic strength, or any combination thereof are used sequentially to create a gradient dissociation effect. Additionally, additional transport containers and repeated pick-and-place locations may be required for effective dissociation.

양전하 기반의 자성 정제 모듈의 픽앤플레이스 공정을 통한 수송 용기 진행에서 각 단계의 체류 시간은 유속, 평형 시간, 및 처리량 볼륨에 따라 달라진다. 또한, 버퍼 조성 및 pH에 따라, 세척 단계 동안의 바이러스 불활성화 및 제거도 고려되므로, 예를 들어, 단클론 항체를 정제할 때 별도의 바이러스 불활성화 및 제거 공정 단계가 필요하지 않을 것이다.In the transport vessel progress through the pick-and-place process of the positive charge-based magnetic purification module, the residence time of each stage varies depending on the flow rate, equilibration time, and throughput volume. Also, depending on the buffer composition and pH, viral inactivation and removal during the washing step is also taken into account, so that, for example, when purifying monoclonal antibodies, a separate virus inactivation and removal process step will not be necessary.

양전하 기반의 자성 정제 모듈은 공정 중 분석 테스트 및/또는 인라인 분석 측정 기술을 위한 인라인 샘플링 포트들을 포함할 수 있다. 또한, 인라인 분석 측정 기술(예를 들어, 유동 센서, 광학 밀도 측정 장치, UV 검출기, RI 검출기)을 사용하여 공정에서 피드백 제어 메커니즘을 활성화할 수 있다.The positive charge-based magnetic purification module may include in-line sampling ports for in-process analytical testing and/or in-line analytical measurement techniques. In addition, in-line analytical measurement techniques (e.g., flow sensors, optical density measurement devices, UV detectors, RI detectors) can be used to activate feedback control mechanisms in the process.

당업계에서 일반적으로 사용되는 기존의 패킹된 컬럼 크로마토그래피 및 컬럼 전환 크로마토그래피 방법과 달리, 양전하 기반의 자성 정제 모듈은 인시츄 재생 및 재활용이 가능한 이동성 친화성 수지를 이용하여 수지를 보다 효율적으로 사용하고, 기존의 컬럼 용량 한계에 대한 우려 없이 작은 풋프린트에서 연속 처리를 가능하게 한다.Unlike the conventional packed column chromatography and column switching chromatography methods commonly used in the art, the positive charge-based magnetic purification module uses a mobile affinity resin that can be regenerated and recycled in situ and uses the resin more efficiently. and enables continuous processing in a small footprint without the concerns of traditional column capacity limitations.

루프 컨베이어 시스템을 갖는 음전하 기반의 자성 정제 모듈Negative Charge Based Magnetic Purification Module with Loop Conveyor System

본원에 기재된 바와 같이, 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 음전하 기반의 자성 정제 모듈이 포함되며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 음전하 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다. 또한, 음전하 기반의 자성 정제 모듈은 음이온성 자성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 자성 수지 비드의 표면은 특정 pH 및 이온 강도에서 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 회합하도록 구성된 음이온성 작용기를 포함한다.As described herein, a negative charge based magnetic purification module is included for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The negative charge-based magnetic purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to allow continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, , can be consistent and constant during steady state operation. In addition, the negative charge-based magnetic purification module includes a suspension of anionic magnetic resin beads, wherein the surface of the magnetic resin beads includes anionic functional groups configured to selectively associate with the biological product at a specific pH and ionic strength.

음전하 기반의 자성 정제 모듈은 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 음이온성 자성 수지 비드들, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 음이온성 자성 수지 비드들로 충전된 적어도 2개의 수송 용기들을 포함하는 루프 컨베이어 시스템; 세척을 가능하게 하기 위해 불균질 혼합물로부터 상기 자성 수지 비드들을 끌어당겨 분리하는 적어도 하나의 외부 자기장; 상기 생물학적 생성물의 해리를 가능하게 하기 위해 불균질 혼합물로부터 상기 자성 수지 비드들을 끌어당겨 분리하는 적어도 하나의 외부 자기장; 상기 자성 수지 비드들의 재활용을 가능하게 하는 적어도 하나의 외부 자기장; 적어도 하나의 해리/세척 버퍼 시스템; 적어도 하나의 해리 버퍼 시스템; 적어도 하나의 자성 수지 비드 재생 버퍼 시스템; 적어도 2개의 수송 용기들로부터 폐액을 제거하는 적어도 하나의 흡인기 시스템; 적어도 하나의 수집 용기; 적어도 하나의 센서 또는 검출기; 및 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.The negative charge based magnetic purification module is configured to continuously receive a mixture comprising a biological product and then transport the resulting heterogeneous mixture comprising the biological product, anionic magnetic resin beads, a buffer, or any combination thereof. a loop conveyor system comprising at least two transport containers filled with anionic magnetic resin beads; at least one external magnetic field that attracts and separates the magnetic resin beads from the heterogeneous mixture to enable cleaning; at least one external magnetic field that attracts and separates the magnetic resin beads from the heterogeneous mixture to enable dissociation of the biological product; at least one external magnetic field enabling recycling of the magnetic resin beads; at least one dissociation/wash buffer system; at least one dissociation buffer system; at least one magnetic resin bead regeneration buffer system; at least one aspirator system to remove waste liquid from the at least two transport vessels; at least one collection vessel; at least one sensor or detector; and at least one fluid handling pump.

음전하 기반의 자성 정제 모듈을 위한 장비 설계(도 16 내지 17)는 배치식 공정 또는 반연속 공정과 비교하여 자동화되고 연속적인 생물학적 자성 정제를 가능하게 하며, 작은 풋프린트를 제공한다.The equipment design for the negative charge based magnetic purification module ( FIGS. 16-17 ) enables automated and continuous biological magnetic purification compared to batch or semi-continuous processes, and provides a small footprint.

자기장 강도 및 전계 효과는 수송 용기 벽 두께 및 재료 유형, 루프 컨베이어 트랙에서 수송 용기 벽에 대한 근접성, 자성 수지 비드 크기, 농도, 포화 자화 및 자화율, 및 용액 점도에 따라 달라진다. 구현예들에서, 상기 자기장 강도는 약 0.01 테슬라 내지 약 1 테슬라(예를 들어, 최대 약 1 테슬라) 범위이다. 예를 들어, 상기 자기장은 영구 자석(예를 들어, 네오디뮴 자석)에 의해 생성된다. 상기 영구 자석은 용기 벽의 5mm 이내, 바람직하게는 1mm 이내에 위치할 수 있다. 다른 예에서, 상기 자기장은 전자석에 의해 생성된다. 또 다른 예에서, 자성 수지 비드들의 혼합은 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에 적어도 하나의 수송 용기를 배치함으로써 달성될 수 있다.The magnetic field strength and field effect depend on the transport vessel wall thickness and material type, proximity to the transport vessel wall on the loop conveyor track, magnetic resin bead size, concentration, saturation magnetization and susceptibility, and solution viscosity. In embodiments, the magnetic field strength ranges from about 0.01 Tesla to about 1 Tesla (eg, up to about 1 Tesla). For example, the magnetic field is created by permanent magnets (eg neodymium magnets). The permanent magnet may be located within 5 mm, preferably within 1 mm, of the container wall. In another example, the magnetic field is generated by an electromagnet. In another example, mixing of the magnetic resin beads may be achieved by placing the at least one transport container between two separate opposing magnetic fields that switch between an on state and an off state.

본원에 기재된 바와 같이, 음전하 기반의 자성 정제 모듈은 자성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 농도는 원하는 전하 또는 정전기적 회합 용량, 또는 원하는 용액 점도에 따라 달라진다. 대안적으로, 음전하 기반의 자성 정제 모듈 자성 수지 비드 크기는 마이크론에서 서브마이크론으로, 예를 들어, 각각 용액 점도 의존성 및 표면 전하 밀도 의존성과 같은 평형 및 전하 또는 정전기적 상호작용을 위한 적절한 유체 역학을 가능하게 하는 데 필요한 표면적 대 부피 비율의 함수인 전하 또는 정전기적 회합 용량 요구 사항에 따라 달라진다.As described herein, a negative charge based magnetic purification module includes a suspension of magnetic resin beads, the concentration of which depends on the desired charge or electrostatic association capacity, or the desired solution viscosity. Alternatively, negative charge-based magnetic purification module magnetic resin bead sizes range from microns to submicrons, e.g., equilibrium such as solution viscosity dependence and surface charge density dependence, respectively, and appropriate fluid dynamics for charge or electrostatic interactions. Depends on the charge or electrostatic association capacity requirements, which are a function of the surface area to volume ratio required to enable

수송 용기의 수와 크기는 입력 유속, 자성 수지 비드 전하 또는 정전기적 회합 용량, 및 회합 평형 시간에 따라 달라진다. 수송 용기의 재료와 벽 두께는 자기장의 강도와 근접성에 따라 달라진다.The number and size of transport vessels depends on the input flow rate, the magnetic resin bead charge or electrostatic association capacity, and the association equilibration time. The material and wall thickness of the transport container depends on the strength and proximity of the magnetic field.

음전하 기반의 자성 정제 모듈의 자성 수지 비드들에 대한 재료 선택은 무시할 수 있을 정도의 침출물과 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 견고한 안정성을 제공하는 데 중요하다. 자성 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.The material selection for the magnetic resin beads of the negative charge-based magnetic purification module is important to provide negligible leachables and robust stability to enable recycling and reuse. Magnetic resin beads may be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

음전하 기반의 자성 정제 모듈 내에서, 음이온성 표면 선택은 중요한 고려사항이며, 음이온성 폴리머, 순 음전하 펩티드 또는 단백질, 올리고뉴클레오티드, 카복실 작용기를 포함할 수 있다. 또한, 상기 선택은 규정된 버퍼(pH 및 이온 강도) 내에서 음전하 비드 표면과 생물학적 생성물 사이의 적절한 정전기적 상호작용 및 안정성을 달성하는 것을 기반으로 한다.Within negative charge-based magnetic purification modules, anionic surface selection is an important consideration and may include anionic polymers, net negatively charged peptides or proteins, oligonucleotides, and carboxyl functional groups. Also, the selection is based on achieving adequate electrostatic interaction and stability between the negatively charged bead surface and the biological product within a defined buffer (pH and ionic strength).

음전하 기반의 자성 정제 모듈의 회합/세척 버퍼는 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 및 제거될 작은 불순물에 따라 달라진다. 또한, pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 및 유기염 및/또는 무기염의 사용도 회합/세척 버퍼에서 고려된다. 또한, 효과적인 세척을 위해 추가 수송 용기와 반복된 컨베이어 트랙 위치가 필요할 수도 있다.The association/washing buffer of the negative charge-based magnetic purification module depends on the desired biological product (eg monoclonal antibody) and the small impurities to be removed. Additionally, pH, ionic strength, use of surfactants, and use of organic and/or inorganic salts are also considered in the association/wash buffer. Additionally, additional transport containers and repeated conveyor track positions may be required for effective cleaning.

음전하 기반의 자성 정제 모듈의 해리 버퍼는 음이온성 자성 수지 비드 표면 작용기와 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 사이의 정전기적 상호작용의 강도에 따라 달라진다. 예를 들어, 해리 버퍼는 pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 유기염 및/또는 무기염의 사용, 여러 해리 버퍼 조성물의 사용(예를 들어, 수율 증가를 위해, 이는 추가 수송 용기와 반복된 컨베이어 트랙 위치가 필요할 수 있음)이 변화될 수 있다. 다른 예에서, 구배 해리 효과를 생성하기 위해 pH, 이온 강도, 또는 이들의 임의의 조합이 변화된 여러 해리 버퍼들이 순차적으로 이용된다. 또한, 효과적인 해리를 위해 추가 수송 용기와 반복된 컨베이어 트랙 위치가 필요할 수도 있다.The dissociation buffer of the negative charge-based magnetic purification module depends on the strength of the electrostatic interaction between the anionic magnetic resin bead surface functional group and the desired biological product (eg, monoclonal antibody). For example, the dissociation buffer may be modified according to pH, ionic strength, use of surfactants, use of organic and/or inorganic salts, use of different dissociation buffer compositions (e.g., to increase yield, which may include additional transport vessels and repeated conveyors). track position (which may be required) may be varied. In another example, several dissociation buffers with varying pH, ionic strength, or any combination thereof are used sequentially to create a gradient dissociation effect. Additionally, additional transport containers and repeated conveyor track positions may be required for effective dissociation.

음전하 기반의 자성 정제 모듈의 컨베이어 트랙 진행에서 각 단계의 체류 시간은 유속, 평형 시간, 및 처리량 볼륨에 따라 달라진다. 또한, 버퍼 조성 및 pH에 따라, 세척 단계 동안의 바이러스 불활성화 및 제거도 고려되므로, 예를 들어, 단클론 항체를 정제할 때 별도의 바이러스 불활성화 및 제거 공정 단계가 필요하지 않을 것이다.The residence time of each step in the conveyor track progression of the negative charge-based magnetic purification module depends on the flow rate, equilibration time, and throughput volume. Also, depending on the buffer composition and pH, viral inactivation and removal during the washing step is also taken into account, so that, for example, when purifying monoclonal antibodies, a separate virus inactivation and removal process step will not be necessary.

음전하 기반의 자성 정제 모듈은 공정 중 분석 테스트 및/또는 인라인 분석 측정 기술을 위한 인라인 샘플링 포트들을 포함할 수 있다. 또한, 인라인 분석 측정 기술(예를 들어, 유동 센서, 광학 밀도 측정 장치, UV 검출기, RI 검출기)을 사용하여 공정에서 피드백 제어 메커니즘을 활성화할 수 있다.The negative charge-based magnetic purification module may include in-line sampling ports for in-process analytical testing and/or in-line analytical measurement techniques. In addition, in-line analytical measurement techniques (e.g., flow sensors, optical density measurement devices, UV detectors, RI detectors) can be used to activate feedback control mechanisms in the process.

당업계에서 일반적으로 사용되는 기존의 패킹된 컬럼 크로마토그래피 및 컬럼 전환 크로마토그래피 방법과 달리, 음전하 기반의 자성 정제 모듈은 인시츄 재생 및 재활용이 가능한 이동성 친화성 수지를 이용하여 수지를 보다 효율적으로 사용하고, 기존의 컬럼 용량 한계에 대한 우려 없이 작은 풋프린트에서 연속 처리를 가능하게 한다.Unlike the conventional packed column chromatography and column switching chromatography methods commonly used in the art, the negative charge-based magnetic purification module uses a mobile affinity resin that can be regenerated and recycled in situ and uses the resin more efficiently. and enables continuous processing in a small footprint without the concerns of traditional column capacity limitations.

픽앤플레이스 로봇 시스템을 갖는 음전하 기반의 자성 정제 모듈Negative charge-based magnetic purification module with pick-and-place robot system

본원에 기재된 바와 같이, 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 음전하 기반의 자성 정제 모듈이 포함되며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 음전하 기반의 자성 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다. 또한, 음전하 기반의 자성 정제 모듈은 음이온성 자성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 자성 수지 비드의 표면은 특정 pH 및 이온 강도에서 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 회합하도록 구성된 음이온성 작용기를 포함한다.As described herein, a negative charge based magnetic purification module is included for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The negative charge-based magnetic purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to allow continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, , can be consistent and constant during steady state operation. In addition, the negative charge-based magnetic purification module includes a suspension of anionic magnetic resin beads, wherein the surface of the magnetic resin beads includes anionic functional groups configured to selectively associate with the biological product at a specific pH and ionic strength.

음전하 기반의 자성 정제 모듈은 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 음이온성 자성 수지 비드들, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 음이온성 자성 수지 비드들로 충전된 적어도 2개의 수송 용기들을 포함하는 픽앤플레이스 로봇 시스템; 세척을 가능하게 하기 위해 불균질 혼합물로부터 상기 자성 수지 비드들을 끌어당겨 분리하는 적어도 하나의 외부 자기장; 상기 생물학적 생성물의 해리를 가능하게 하기 위해 불균질 혼합물로부터 상기 자성 수지 비드들을 끌어당겨 분리하는 적어도 하나의 외부 자기장; 상기 자성 수지 비드들의 재활용을 가능하게 하는 적어도 하나의 외부 자기장; 적어도 하나의 해리/세척 버퍼 시스템; 적어도 하나의 해리 버퍼 시스템; 적어도 하나의 자성 수지 비드 재생 버퍼 시스템; 적어도 2개의 수송 용기들로부터 폐액을 제거하는 적어도 하나의 흡인기 시스템; 적어도 하나의 수집 용기; 적어도 하나의 센서 또는 검출기; 및 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.The negative charge based magnetic purification module is configured to continuously receive a mixture comprising a biological product and then transport the resulting heterogeneous mixture comprising the biological product, anionic magnetic resin beads, a buffer, or any combination thereof. a pick-and-place robot system comprising at least two transport containers filled with anionic magnetic resin beads; at least one external magnetic field that attracts and separates the magnetic resin beads from the heterogeneous mixture to enable cleaning; at least one external magnetic field that attracts and separates the magnetic resin beads from the heterogeneous mixture to enable dissociation of the biological product; at least one external magnetic field enabling recycling of the magnetic resin beads; at least one dissociation/wash buffer system; at least one dissociation buffer system; at least one magnetic resin bead regeneration buffer system; at least one aspirator system to remove waste liquid from the at least two transport vessels; at least one collection vessel; at least one sensor or detector; and at least one fluid handling pump.

음전하 기반의 자성 정제 모듈을 위한 장비 설계(도 19)는 배치식 공정 또는 반연속 공정과 비교하여 자동화되고 연속적인 생물학적 자성 정제를 가능하게 하며, 작은 풋프린트를 제공한다.The equipment design for the negative charge based magnetic purification module ( FIG. 19 ) enables automated and continuous biological magnetic purification compared to batch or semi-continuous processes and provides a small footprint.

자기장 강도 및 전계 효과는 수송 용기 벽 두께 및 재료 유형, 루프 컨베이어 트랙에서 수송 용기 벽에 대한 근접성, 자성 수지 비드 크기, 농도, 포화 자화 및 자화율, 및 용액 점도에 따라 달라진다. 구현예들에서, 상기 자기장 강도는 약 0.01 테슬라 내지 약 1 테슬라(예를 들어, 최대 약 1 테슬라) 범위이다. 예를 들어, 상기 자기장은 영구 자석(예를 들어, 네오디뮴 자석)에 의해 생성된다. 상기 영구 자석은 용기 벽의 5mm 이내, 바람직하게는 1mm 이내에 위치할 수 있다. 다른 예에서, 상기 자기장은 전자석에 의해 생성된다. 또 다른 예에서, 자성 수지 비드들의 혼합은 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에 적어도 하나의 수송 용기를 배치함으로써 달성될 수 있다.The magnetic field strength and field effect depend on the transport vessel wall thickness and material type, proximity to the transport vessel wall on the loop conveyor track, magnetic resin bead size, concentration, saturation magnetization and susceptibility, and solution viscosity. In embodiments, the magnetic field strength ranges from about 0.01 Tesla to about 1 Tesla (eg, up to about 1 Tesla). For example, the magnetic field is created by permanent magnets (eg neodymium magnets). The permanent magnet may be located within 5 mm, preferably within 1 mm, of the container wall. In another example, the magnetic field is generated by an electromagnet. In another example, mixing of the magnetic resin beads may be achieved by placing the at least one transport container between two separate opposing magnetic fields that switch between an on state and an off state.

본원에 기재된 바와 같이, 음전하 기반의 자성 정제 모듈은 자성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 농도는 원하는 전하 또는 정전기적 회합 용량, 또는 원하는 용액 점도에 따라 달라진다. 대안적으로, 음전하 기반의 자성 정제 모듈 자성 수지 비드 크기는 마이크론에서 서브마이크론으로, 예를 들어, 각각 용액 점도 의존성 및 표면 전하 밀도 의존성과 같은 평형 및 전하 또는 정전기적 상호작용을 위한 적절한 유체 역학을 가능하게 하는 데 필요한 표면적 대 부피 비율의 함수인 전하 또는 정전기적 회합 용량 요구 사항에 따라 달라진다.As described herein, a negative charge based magnetic purification module includes a suspension of magnetic resin beads, the concentration of which depends on the desired charge or electrostatic association capacity, or the desired solution viscosity. Alternatively, negative charge-based magnetic purification module magnetic resin bead sizes range from microns to submicrons, e.g., equilibrium such as solution viscosity dependence and surface charge density dependence, respectively, and appropriate fluid dynamics for charge or electrostatic interactions. Depends on the charge or electrostatic association capacity requirements, which are a function of the surface area to volume ratio required to enable

수송 용기의 수와 크기는 입력 유속, 자성 수지 비드 전하 또는 정전기적 회합 용량, 및 회합 평형 시간에 따라 달라진다. 수송 용기의 재료와 벽 두께는 자기장의 강도와 근접성에 따라 달라진다.The number and size of transport vessels depends on the input flow rate, the magnetic resin bead charge or electrostatic association capacity, and the association equilibration time. The material and wall thickness of the transport container depends on the strength and proximity of the magnetic field.

음전하 기반의 자성 정제 모듈의 자성 수지 비드들에 대한 재료 선택은 무시할 수 있을 정도의 침출물과 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 견고한 안정성을 제공하는 데 중요하다. 자성 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.The material selection for the magnetic resin beads of the negative charge-based magnetic purification module is important to provide negligible leachables and robust stability to enable recycling and reuse. Magnetic resin beads may be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

음전하 기반의 자성 정제 모듈 내에서, 음이온성 표면 선택은 중요한 고려사항이며, 음이온성 폴리머, 순 음전하 펩티드 또는 단백질, 올리고뉴클레오티드, 카복실 작용기를 포함할 수 있다. 또한, 상기 선택은 규정된 버퍼(pH 및 이온 강도) 내에서 음전하 비드 표면과 생물학적 생성물 사이의 적절한 정전기적 상호작용 및 안정성을 달성하는 것을 기반으로 한다.Within negative charge-based magnetic purification modules, anionic surface selection is an important consideration and may include anionic polymers, net negatively charged peptides or proteins, oligonucleotides, and carboxyl functional groups. Also, the selection is based on achieving adequate electrostatic interaction and stability between the negatively charged bead surface and the biological product within a defined buffer (pH and ionic strength).

음전하 기반의 자성 정제 모듈의 회합/세척 버퍼는 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 및 제거될 작은 불순물에 따라 달라진다. 또한, pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 및 유기염 및/또는 무기염의 사용도 회합/세척 버퍼에서 고려된다. 또한, 효과적인 세척을 위해 추가 수송 용기와 반복된 픽앤플레이스 위치가 필요할 수도 있다.The association/washing buffer of the negative charge-based magnetic purification module depends on the desired biological product (eg monoclonal antibody) and the small impurities to be removed. Additionally, pH, ionic strength, use of surfactants, and use of organic and/or inorganic salts are also considered in the association/wash buffer. Additionally, additional transport containers and repeated pick-and-place locations may be required for effective cleaning.

음전하 기반의 자성 정제 모듈의 해리 버퍼는 음이온성 자성 수지 비드 표면 작용기와 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 사이의 정전기적 상호작용의 강도에 따라 달라진다. 예를 들어, 해리 버퍼는 pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 유기염 및/또는 무기염의 사용, 여러 해리 버퍼 조성물의 사용(예를 들어, 수율 증가를 위해, 이는 추가 수송 용기와 반복된 컨베이어 트랙 위치가 필요할 수 있음)이 변화될 수 있다. 다른 예에서, 구배 해리 효과를 생성하기 위해 pH, 이온 강도, 또는 이들의 임의의 조합이 변화된 여러 해리 버퍼들이 순차적으로 이용된다. 또한, 효과적인 해리를 위해 추가 수송 용기와 반복된 픽앤플레이스 위치가 필요할 수도 있다.The dissociation buffer of the negative charge-based magnetic purification module depends on the strength of the electrostatic interaction between the anionic magnetic resin bead surface functional group and the desired biological product (eg, monoclonal antibody). For example, the dissociation buffer may be modified according to pH, ionic strength, use of surfactants, use of organic and/or inorganic salts, use of different dissociation buffer compositions (e.g., to increase yield, which may include additional transport vessels and repeated conveyors). track position (which may be required) may be varied. In another example, several dissociation buffers with varying pH, ionic strength, or any combination thereof are used sequentially to create a gradient dissociation effect. Additionally, additional transport containers and repeated pick-and-place locations may be required for effective dissociation.

음전하 기반의 자성 정제 모듈의 픽앤플레이스 공정을 통한 수송 용기 진행에서 각 단계의 체류 시간은 유속, 평형 시간, 및 처리량 볼륨에 따라 달라진다. 또한, 버퍼 조성 및 pH에 따라, 세척 단계 중 바이러스 불활성화 및 제거도 고려되므로, 예를 들어, 단클론 항체를 정제할 때 별도의 바이러스 불활성화 및 제거 공정 단계가 필요하지 않을 것이다.In the transport vessel progress through the pick-and-place process of the negative charge-based magnetic purification module, the residence time of each stage varies depending on the flow rate, equilibration time, and throughput volume. Also, depending on the buffer composition and pH, virus inactivation and removal during the washing step is also taken into account, so that, for example, when purifying monoclonal antibodies, a separate virus inactivation and removal process step will not be necessary.

음전하 기반 정제 모듈은 공정 중 분석 테스트 및/또는 인라인 분석 측정 기술을 위한 인라인 샘플링 포트들을 포함할 수 있다. 또한, 인라인 분석 측정 기술(예를 들어, 유동 센서, 광학 밀도 측정 장치, UV 검출기, RI 검출기)을 사용하여 공정에서 피드백 제어 메커니즘을 활성화할 수 있다.The negative charge-based purification module may include in-line sampling ports for in-process analytical testing and/or in-line analytical measurement techniques. In addition, in-line analytical measurement techniques (e.g., flow sensors, optical density measurement devices, UV detectors, RI detectors) can be used to activate feedback control mechanisms in the process.

당업계에서 일반적으로 사용되는 기존의 패킹된 컬럼 크로마토그래피 및 컬럼 전환 크로마토그래피 방법과 달리, 음전하 기반의 자성 정제 모듈은 인시츄 재생 및 재활용이 가능한 이동성 친화성 수지를 이용하여 수지를 보다 효율적으로 사용하고, 기존의 컬럼 용량 한계에 대한 우려 없이 작은 풋프린트에서 연속 처리를 가능하게 한다.Unlike the conventional packed column chromatography and column switching chromatography methods commonly used in the art, the negative charge-based magnetic purification module uses a mobile affinity resin that can be regenerated and recycled in situ and uses the resin more efficiently. and enables continuous processing in a small footprint without the concerns of traditional column capacity limitations.

기계적 회전 시스템을 갖는 친화도 기반 정제 모듈Affinity-based purification module with mechanical rotation system

본 명세서에서는, 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 친화도 기반 정제 모듈이 제공되며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 상기 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다. 또한, 친화도 기반 정제 모듈은 친화성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 수지 비드의 표면은, 제한하려는 의도 없이, 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 결합하도록 구성된 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 항원 단백질, 단백질, 수용체, 항체, 또는 압타머에 연결되어 있다.In this specification, an affinity-based purification module is provided for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to allow continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, steady state operation. can be consistent and consistent over time. The affinity-based purification module also includes a suspension of affinity resin beads, wherein the surface of the resin beads is, without limitation, configured to selectively bind to the biological product: protein A, protein G, protein L, antigen. It is linked to a protein, protein, receptor, antibody, or aptamer.

친화도 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 개스킷 리드를 갖는 z축을 따라 이동 가능한 리드 시스템 - 상기 적어도 하나의 개스킷 리드는 정압 헤드 압력을 제어할 수 있도록 가스를 도입하기 위한 적어도 하나의 유입구, 대기압과 평형을 이룰 수 있도록 하는 적어도 하나의 벤트 포트, 수지 비드들의 현탁액을 도입하기 위한 적어도 하나의 유입구, 결합을 가능하게 하는 생물학적 생성물을 포함하는 여액을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구, 상기 수지 비드들의 세척, 이들로부터의 용출, 또는 이들의 재생을 가능하게 하기 위해 수지 비드들을 분산시키는 버퍼 시스템을 도입하기 위한 적어도 2개의 유입구들을 포함함 -; xy 평면에서 이동 가능한 기계적 회전 시스템, 예를 들어, 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 수지 비드들, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 용기들을 포함하는 캐러셀; 폐기물, 생물학적 생성물을 포함하는 분획, 또는 이들의 임의의 조합을 수집할 수 있도록 기계적 회전 시스템의 적어도 2개의 용기들 중 적어도 하나의 용기와 인터페이스하는 z축을 따라 이동 가능한 수집 시스템; 적어도 하나의 가스; 적어도 하나의 결합/세척 버퍼 시스템; 적어도 하나의 용출 버퍼 시스템; 적어도 하나의 수지 비드 재생 버퍼 시스템; 적어도 하나의 수집 용기; 적어도 하나의 센서 또는 검출기; 및 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.The affinity-based purification module is a lid system movable along the z-axis having at least one gasket lead, wherein the at least one gasket lid has at least one inlet for introducing gas to control a static head pressure, to equilibrate with atmospheric pressure. at least one vent port to achieve this, at least one inlet for introducing a suspension of resin beads, at least one inlet for receiving a filtrate containing a biological product that allows binding, washing of the resin beads, these comprising at least two inlets for introducing a buffer system for dispersing the resin beads to enable elution from, or regeneration thereof; A mechanical rotational system movable in the xy plane, eg, continuously receives a mixture comprising a biological product, and then displaces the resulting heterogeneous mixture comprising the biological product, resin beads, buffer, or any combination thereof. a carousel comprising at least two containers filled with resin beads configured to transport; a collection system movable along the z-axis that interfaces with at least one of the at least two vessels of the mechanical rotation system to collect waste, fractions comprising biological products, or any combination thereof; at least one gas; at least one bind/wash buffer system; at least one elution buffer system; at least one resin bead regeneration buffer system; at least one collection vessel; at least one sensor or detector; and at least one fluid handling pump.

친화도 기반 정제 모듈의 장비 설계(도 21 및 도 23)는 배치식 공정 또는 반연속 공정과 비교하여 자동화되고 연속적인 생물학적 정제를 가능하게 하며, 작은 풋프린트를 제공한다.The equipment design of the affinity-based purification module ( FIGS. 21 and 23 ) enables automated and continuous biological purification compared to batch or semi-continuous processes, and provides a small footprint.

본원에 기재된 바와 같이, 친화도 기반 정제 모듈은 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 농도는 원하는 결합 능력 또는 원하는 용액 점도에 따라 달라진다. 대안적으로, 친화도 기반 정제 모듈 수지 비드 크기는 마이크론에서 서브마이크론으로, 예를 들어, 각각 용액 점도 의존성 및 표면 리간드 밀도 의존성과 같은 평형 및 친화성 상호작용을 위한 적절한 유체 역학을 가능하게 하는 데 필요한 표면적 대 부피 비율의 함수인 결합 능력 요구 사항에 따라 달라진다.As described herein, affinity-based purification modules include a suspension of resin beads, the concentration of which depends on the desired binding capacity or desired solution viscosity. Alternatively, the affinity-based purification module resin bead size ranges from microns to submicrons, e.g., to enable proper hydrodynamics for equilibrium and affinity interactions, such as solution viscosity dependence and surface ligand density dependence, respectively. It depends on the bonding capacity requirement, which is a function of the required surface area to volume ratio.

용기의 수와 크기는 입력 유속, 수지 비드 결합 능력, 및 결합 평형 시간에 따라 달라진다. 용기의 재료는 단백질 결합을 제한하도록 선택된다.The number and size of vessels depends on input flow rate, resin bead binding capacity, and binding equilibration time. The material of the container is selected to limit protein binding.

필터 또는 필터 멤브레인의 재료와 용기의 기공 크기는 수지 비드 직경과 목적하는 생물학적 생성물에 따라 달라진다. 필터 또는 필터 멤브레인의 재료는 단백질 결합을 제한하도록 선택된다.The material of the filter or filter membrane and the pore size of the vessel depend on the resin bead diameter and the desired biological product. The material of the filter or filter membrane is selected to limit protein binding.

친화도 기반 정제 모듈의 수지 비드들에 대한 재료 선택은 무시할 수 있을 정도의 침출물과 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 견고한 안정성을 제공하는 데 중요하다. 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.Material selection for the resin beads of the affinity-based purification module is important to provide negligible leachables and robust stability to enable recycling and reuse. Resin beads may be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

결합/세척 버퍼는 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 및 제거될 작은 불순물에 따라 달라진다. pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 및 유기염 및/또는 무기염의 사용을 포함하는 결합/세척 버퍼에 대한 다른 고려사항도 결합/세척 버퍼에서 고려된다. 또한, 효과적인 세척을 위해 추가 용기와 반복된 캐러셀 위치가 필요할 수도 있다.Binding/washing buffers depend on the desired biological product (eg monoclonal antibody) and minor impurities to be removed. Other considerations for binding/washing buffers are also taken into account in binding/washing buffers, including pH, ionic strength, use of surfactants, and use of organic and/or inorganic salts. Additionally, additional containers and repeated carousel positions may be required for effective cleaning.

용출 버퍼는 수지 비드 표면 리간드들과 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 사이의 결합 친화도(예를 들어, 비공유 상호작용의 강도)에 따라 달라진다. 예를 들어, 용출 버퍼는 pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 유기염 및/또는 무기염의 사용, 여러 용출 버퍼 조성물의 사용(예를 들어, 수율 증가를 위해, 이는 추가 용기와 반복된 캐러셀 위치가 필요할 수 있음)이 변화될 수 있다. 또한, 효과적인 용출을 위해 추가 용기와 반복된 캐러셀 위치 또는 추가적인 용출이 필요할 수도 있다.The elution buffer depends on the binding affinity (eg, strength of non-covalent interactions) between the resin bead surface ligands and the desired biological product (eg, monoclonal antibody). For example, the elution buffer may be adjusted according to pH, ionic strength, use of surfactants, use of organic and/or inorganic salts, use of different elution buffer compositions (e.g., to increase yield, this may include additional vessels and repeated carousels). location may be required) may be varied. Additionally, additional containers and repeated carousel positions or additional elution may be required for effective elution.

회전 공정을 통한 용기 진행에서 각 단계의 체류 시간은 유속, 평형 시간, 및 처리량 볼륨에 따라 달라진다. 또한, 버퍼 조성 및 pH에 따라, 세척 단계 중 바이러스 불활성화 및 제거도 고려되므로, 예를 들어, 단클론 항체를 정제할 때 별도의 바이러스 불활성화 및 제거 공정 단계가 필요하지 않을 것이다.The residence time of each step in the vessel progression through the rotational process depends on the flow rate, equilibration time, and throughput volume. Also, depending on the buffer composition and pH, virus inactivation and removal during the washing step is also taken into account, so that, for example, when purifying monoclonal antibodies, a separate virus inactivation and removal process step will not be necessary.

친화도 기반의 정제 모듈은 공정 중 분석 테스트 및/또는 인라인 분석 측정 기술을 위한 인라인 샘플링 포트들을 포함할 수 있다. 또한, 인라인 분석 측정 기술(예를 들어, 유동 센서, 광학 밀도 측정 장치, UV 검출기, RI 검출기)을 사용하여 공정에서 피드백 제어 메커니즘을 활성화할 수 있다.The affinity-based purification module may include in-line sampling ports for in-process analytical testing and/or in-line analytical measurement techniques. In addition, in-line analytical measurement techniques (e.g., flow sensors, optical density measurement devices, UV detectors, RI detectors) can be used to activate feedback control mechanisms in the process.

당업계에서 일반적으로 사용되는 기존의 패킹된 컬럼 크로마토그래피 및 컬럼 전환 크로마토그래피 방법과 달리, 친화도 기반 정제 모듈은 인시츄 재생 및 재활용이 가능한 이동성 친화성 수지를 이용하여 수지를 보다 효율적으로 사용하고, 기존의 컬럼 용량 한계에 대한 우려 없이 작은 풋프린트에서 연속 처리를 가능하게 한다.Unlike the conventional packed column chromatography and column shift chromatography methods commonly used in the art, the affinity-based purification module uses a mobile affinity resin that can be regenerated and recycled in situ, enabling more efficient use of the resin. , enabling continuous processing in a small footprint without the concerns of traditional column capacity limitations.

기계적 회전 시스템을 갖는 양전하 기반 정제 모듈Positive Charge Based Purification Module with Mechanical Rotation System

본원에 기재된 바와 같이, 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 양전하 기반 정제 모듈이 포함되며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 양전하 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다. 또한, 양전하 기반 정제 모듈은 양이온성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 수지 비드의 표면은 특정 pH 및 이온 강도에서 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 회합하도록 구성된 양이온성 작용기를 포함한다.As described herein, a positive charge based purification module is included for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The positive charge based purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to permit continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, steady. State can be consistent and constant during operation. The positive charge based purification module also includes a suspension of cationic resin beads, wherein the surface of the resin beads comprises cationic functional groups configured to selectively associate with the biological product at a specific pH and ionic strength.

양전하 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 개스킷 리드를 갖는 z축을 따라 이동 가능한 리드 시스템 - 상기 적어도 하나의 개스킷 리드는 정압 헤드 압력을 제어할 수 있도록 가스를 도입하기 위한 적어도 하나의 유입구, 대기압과 평형을 이룰 수 있도록 하는 적어도 하나의 벤트 포트, 수지 비드들의 현탁액을 도입하기 위한 적어도 하나의 유입구, 회합을 가능하게 하는 생물학적 생성물을 포함하는 여액을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구, 상기 수지 비드들의 세척, 이들로부터의 해리, 또는 이들의 재생을 가능하게 하기 위해 수지 비드들을 분산시키는 버퍼 시스템을 도입하기 위한 적어도 2개의 유입구들을 갖는 z축을 따라 이동 가능한 리드 시스템을 포함함 -; xy 평면에서 이동 가능한 기계적 회전 시스템, 예를 들어, 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 수지 비드들, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 용기들을 포함하는 캐러셀; 폐기물, 생물학적 생성물을 포함하는 분획, 또는 이들의 임의의 조합을 수집할 수 있도록 기계적 회전 시스템의 적어도 2개의 용기들 중 적어도 하나의 용기와 인터페이스하는 z축을 따라 이동 가능한 수집 시스템; 적어도 하나의 가스; 적어도 하나의 회합/세척 버퍼 시스템; 적어도 하나의 해리 버퍼 시스템; 적어도 하나의 수지 비드 재생 버퍼 시스템; 적어도 하나의 수집 용기; 적어도 하나의 센서 또는 검출기; 및 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.The positive charge based purification module is a lead system movable along the z-axis having at least one gasket lead, wherein the at least one gasket lead is in equilibrium with atmospheric pressure, at least one inlet for introducing gas to be able to control the hydrostatic head pressure. at least one inlet for introducing a suspension of resin beads, at least one inlet for receiving a filtrate containing a biological product capable of association, washing the resin beads, from them a lid system movable along the z-axis having at least two inlets for introducing a buffer system that disperses the resin beads to enable their dissociation, or regeneration thereof; A mechanical rotational system movable in the xy plane, eg, continuously receives a mixture comprising a biological product, and then displaces the resulting heterogeneous mixture comprising the biological product, resin beads, buffer, or any combination thereof. a carousel comprising at least two containers filled with resin beads configured to transport; a collection system movable along the z-axis that interfaces with at least one of the at least two vessels of the mechanical rotation system to collect waste, fractions comprising biological products, or any combination thereof; at least one gas; at least one association/wash buffer system; at least one dissociation buffer system; at least one resin bead regeneration buffer system; at least one collection vessel; at least one sensor or detector; and at least one fluid handling pump.

양전하 기반 정제 모듈을 위한 장비 설계(도 22 내지 23)는 배치식 공정 또는 반연속 공정과 비교하여 자동화되고 연속적인 생물학적 정제를 가능하게 하며, 작은 풋프린트를 제공한다.The equipment design for the positive charge based purification module ( FIGS. 22-23 ) enables automated and continuous biological purification compared to batch or semi-continuous processes and provides a small footprint.

본원에 기재된 바와 같이, 양전하 기반 정제 모듈은 양이온성 수지 비드들을 포함하며, 이때 농도는 원하는 전하 또는 정전기적 회합 용량, 또는 원하는 용액 점도에 따라 달라진다. 대안적으로, 양전하 기반 정제 모듈 수지 비드 크기는 마이크론에서 서브마이크론으로, 예를 들어, 각각 용액 점도 의존성 및 표면 전하 밀도 의존성과 같은 평형 및 전하 또는 정전기적 상호작용을 위한 적절한 유체 역학을 가능하게 하는 데 필요한 표면적 대 부피 비율의 함수인 전하 또는 정전기적 회합 용량 요구 사항에 따라 달라진다.As described herein, positive charge based purification modules include cationic resin beads, the concentration of which is dependent on the desired charge or electrostatic association capacity, or the desired solution viscosity. Alternatively, the positive charge based purification module resin bead size ranges from microns to submicrons, e.g., to allow for equilibrium such as solution viscosity dependence and surface charge density dependence and appropriate fluid dynamics for charge or electrostatic interactions, respectively. It depends on the charge or electrostatic association capacity requirements, which are a function of the surface area-to-volume ratio required to

용기의 수와 크기는 입력 유속, 수지 비드 전하 또는 정전기적 회합 용량, 및 회합 평형 시간에 따라 달라진다. 용기의 재료는 단백질 결합을 제한하도록 선택된다.The number and size of vessels depends on input flow rate, resin bead charge or electrostatic association capacity, and association equilibration time. The material of the container is selected to limit protein binding.

필터 또는 필터 멤브레인의 재료와 용기의 기공 크기는 수지 비드 직경과 목적하는 생물학적 생성물에 따라 달라진다. 필터 또는 필터 멤브레인의 재료는 단백질 결합을 제한하도록 선택된다.The material of the filter or filter membrane and the pore size of the vessel depend on the resin bead diameter and the desired biological product. The material of the filter or filter membrane is selected to limit protein binding.

양전하 기반 정제 모듈의 수지 비드들에 대한 재료 선택은 무시할 수 있을 정도의 침출물과 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 견고한 안정성을 제공하는 데 중요하다. 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.The material choice for the resin beads of the positive charge-based purification module is important to provide negligible leachables and robust stability to enable recycling and reuse. Resin beads may be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

양전하 기반 정제 모듈 내에서, 양이온성 표면 선택은 중요한 고려사항이며, 양이온성 폴리머, 순 양전하 펩티드 또는 단백질, 아민 작용기를 포함할 수 있다. 또한, 상기 선택은 규정된 버퍼(pH 및 이온 강도) 내에서 양전하 비드 표면과 생물학적 생성물 사이의 적절한 정전기적 상호작용 및 안정성을 달성하는 것을 기반으로 한다.Within positive charge-based purification modules, cationic surface selection is an important consideration and may include cationic polymers, net positively charged peptides or proteins, and amine functional groups. In addition, the selection is based on achieving adequate electrostatic interaction and stability between the positively charged bead surface and the biological product within a defined buffer (pH and ionic strength).

양전하 기반 정제 모듈의 회합/세척 버퍼는 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 및 제거될 작은 불순물에 따라 달라진다. 또한, pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 및 유기염 및/또는 무기염의 사용도 회합/세척 버퍼에서 고려된다. 또한, 효과적인 세척을 위해 추가 용기와 반복된 캐러셀 위치가 필요할 수도 있다.The association/washing buffer of the positive charge based purification module depends on the desired biological product (eg monoclonal antibody) and the small impurities to be removed. Additionally, pH, ionic strength, use of surfactants, and use of organic and/or inorganic salts are also considered in the association/wash buffer. Additionally, additional containers and repeated carousel positions may be required for effective cleaning.

양전하 기반 정제 모듈의 해리 버퍼는 음이온성 수지 비드 표면 작용기와 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 사이의 정전기적 상호작용의 강도에 따라 달라진다. 예를 들어, 해리 버퍼는 pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 유기염 및/또는 무기염의 사용, 여러 해리 버퍼 조성물의 사용(예를 들어, 수율 증가를 위해, 이는 추가 용기와 반복된 캐러셀 위치가 필요할 수 있음)이 변화될 수 있다. 다른 예에서, 구배 해리 효과를 생성하기 위해 pH, 이온 강도, 또는 이들의 임의의 조합이 변화된 여러 해리 버퍼들이 순차적으로 이용된다. 또한 효과적인 해리를 위해 추가 용기와 반복된 캐러셀 위치 또는 추가적인 해리가 필요할 수도 있다.The dissociation buffer of the positive charge based purification module depends on the strength of the electrostatic interaction between the anionic resin bead surface functional groups and the desired biological product (eg monoclonal antibody). For example, the dissociation buffer may be modified according to pH, ionic strength, use of surfactants, use of organic and/or inorganic salts, use of different dissociation buffer compositions (e.g., to increase yield, this may include additional vessels and repeated carousels). location may be required) may be varied. In another example, several dissociation buffers with varying pH, ionic strength, or any combination thereof are used sequentially to create a gradient dissociation effect. Additionally, additional containers and repeated carousel positions or additional dissociation may be required for effective dissociation.

회전 공정을 통한 용기 진행에서 각 단계의 체류 시간은 유속, 평형 시간, 및 처리량 볼륨에 따라 달라진다. 또한, 버퍼 조성 및 pH에 따라, 세척 단계 중 바이러스 불활성화 및 제거도 고려되므로, 예를 들어, 단클론 항체를 정제할 때 별도의 바이러스 불활성화 및 제거 공정 단계가 필요하지 않을 것이다.The residence time of each step in the vessel progression through the rotational process depends on the flow rate, equilibration time, and throughput volume. Also, depending on the buffer composition and pH, virus inactivation and removal during the washing step is also taken into account, so that, for example, when purifying monoclonal antibodies, a separate virus inactivation and removal process step will not be necessary.

양전하 기반 정제 모듈은 공정 중 분석 테스트 및/또는 인라인 분석 측정 기술을 위한 인라인 샘플링 포트들을 포함할 수 있다. 또한, 인라인 분석 측정 기술(예를 들어, 유동 센서, 광학 밀도 측정 장치, UV 검출기, RI 검출기)을 사용하여 공정에서 피드백 제어 메커니즘을 활성화할 수 있다.The positive charge-based purification module may include in-line sampling ports for in-process analytical testing and/or in-line analytical measurement techniques. In addition, in-line analytical measurement techniques (e.g., flow sensors, optical density measurement devices, UV detectors, RI detectors) can be used to activate feedback control mechanisms in the process.

당업계에서 일반적으로 사용되는 기존의 패킹된 컬럼 크로마토그래피 및 컬럼 전환 크로마토그래피 방법과 달리, 양전하 기반 정제 모듈은 인시츄 재생 및 재활용이 가능한 이동성 친화성 수지를 이용하여 수지를 보다 효율적으로 사용하고, 기존의 컬럼 용량 한계에 대한 우려 없이 작은 풋프린트에서 연속 처리를 가능하게 한다.Unlike the conventional packed column chromatography and column shift chromatography methods commonly used in the art, the positive charge-based purification module uses a mobile affinity resin that can be regenerated and recycled in situ and uses the resin more efficiently, It enables continuous processing in a small footprint without the concerns of traditional column capacity limitations.

기계적 회전 시스템을 갖는 음전하 기반 정제 모듈Negative Charge Based Purification Module with Mechanical Rotation System

본원에 기재된 바와 같이, 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 음전하 기반 정제 모듈이 포함되며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 음전하 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다. 또한, 음전하 기반 정제 모듈은 음이온 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 수지 비드의 표면은 특정 pH 및 이온 강도에서 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 회합하도록 구성된 음이온성 작용기를 포함한다.As described herein, a negative charge based purification module is included for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The negative charge based purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to permit continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, steady. State can be consistent and constant during operation. The negative charge based purification module also includes a suspension of anionic resin beads, wherein the surface of the resin beads contains anionic functional groups configured to selectively associate with the biological product at a specific pH and ionic strength.

음전하 기반 정제 모듈은 적어도 하나의 개스킷 리드를 갖는 z축을 따라 이동 가능한 리드 시스템 - 상기 적어도 하나의 개스킷 리드는 정압 헤드 압력을 제어할 수 있도록 가스를 도입하기 위한 적어도 하나의 유입구, 대기압과 평형을 이룰 수 있도록 하는 적어도 하나의 벤트 포트, 수지 비드들의 현탁액을 도입하기 위한 적어도 하나의 유입구, 회합을 가능하게 하는 생물학적 생성물을 포함하는 여액을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구, 상기 수지 비드들의 세척, 이들로부터의 해리, 또는 이들의 재생을 가능하게 하기 위해 수지 비드들을 분산시키는 버퍼 시스템을 도입하기 위한 적어도 2개의 유입구들을 갖는 z축을 따라 이동 가능한 리드 시스템을 포함함 -; xy 평면에서 이동 가능한 기계적 회전 시스템, 예를 들어, 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 수지 비드들, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 수송하도록 구성된 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 용기들을 포함하는 캐러셀; 폐기물, 생물학적 생성물을 포함하는 분획, 또는 이들의 임의의 조합을 수집할 수 있도록 기계적 회전 시스템의 적어도 2개의 용기들 중 적어도 하나의 용기와 인터페이스하는 z축을 따라 이동 가능한 수집 시스템; 적어도 하나의 가스; 적어도 하나의 회합/세척 버퍼 시스템; 적어도 하나의 해리 버퍼 시스템; 적어도 하나의 수지 비드 재생 버퍼 시스템; 적어도 하나의 수집 용기; 적어도 하나의 센서 또는 검출기; 및 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.The negative charge based purification module is a lead system movable along the z-axis having at least one gasket lead, wherein the at least one gasket lead is in equilibrium with atmospheric pressure, at least one inlet for introducing gas to control the static head pressure. at least one inlet for introducing a suspension of resin beads, at least one inlet for receiving a filtrate containing a biological product capable of association, washing the resin beads, from them a lid system movable along the z-axis having at least two inlets for introducing a buffer system that disperses the resin beads to enable their dissociation, or regeneration thereof; A mechanical rotational system movable in the xy plane, eg, continuously receives a mixture comprising a biological product, and then displaces the resulting heterogeneous mixture comprising the biological product, resin beads, buffer, or any combination thereof. a carousel comprising at least two containers filled with resin beads configured to transport; a collection system movable along the z-axis that interfaces with at least one of the at least two vessels of the mechanical rotation system to collect waste, fractions comprising biological products, or any combination thereof; at least one gas; at least one association/wash buffer system; at least one dissociation buffer system; at least one resin bead regeneration buffer system; at least one collection vessel; at least one sensor or detector; and at least one fluid handling pump.

음전하 기반 정제 모듈을 위한 장비 설계(도 22 내지 23)는 배치식 공정 또는 반연속 공정과 비교하여 자동화되고 연속적인 생물학적 정제를 가능하게 하며, 작은 풋프린트를 제공한다.The equipment design for the negative charge based purification module ( FIGS. 22-23 ) enables automated and continuous biological purification compared to batch or semi-continuous processes and provides a small footprint.

본원에 기재된 바와 같이, 음전하 기반 정제 모듈은 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 농도는 원하는 전하 또는 정전기적 회합 용량, 또는 원하는 용액 점도에 따라 달라진다. 대안적으로, 음전하 기반 정제 모듈 수지 비드 크기는 마이크론에서 서브마이크론으로, 예를 들어, 각각 용액 점도 의존성 및 표면 전하 밀도 의존성과 같은 평형 및 전하 또는 정전기적 상호작용을 위한 적절한 유체 역학을 가능하게 하는 데 필요한 표면적 대 부피 비율의 함수인 전하 또는 정전기적 회합 용량 요구 사항에 따라 달라진다.As described herein, negative charge-based purification modules include a suspension of resin beads, the concentration of which depends on the desired charge or electrostatic association capacity, or the desired solution viscosity. Alternatively, the negative charge based purification module resin bead size ranges from microns to submicrons, e.g., to allow for equilibrium such as solution viscosity dependence and surface charge density dependence and appropriate fluid dynamics for charge or electrostatic interactions, respectively. It depends on the charge or electrostatic association capacity requirements, which are a function of the surface area-to-volume ratio required to

용기의 수와 크기는 입력 유속, 수지 비드 전하 또는 정전기적 회합 용량, 및 회합 평형 시간에 따라 달라진다. 용기의 재료는 단백질 결합을 제한하도록 선택된다.The number and size of vessels depends on input flow rate, resin bead charge or electrostatic association capacity, and association equilibration time. The material of the container is selected to limit protein binding.

필터 또는 필터 멤브레인의 재료와 용기의 기공 크기는 수지 비드 직경과 목적하는 생물학적 생성물에 따라 달라진다. 필터 또는 필터 멤브레인의 재료는 단백질 결합을 제한하도록 선택된다.The material of the filter or filter membrane and the pore size of the vessel depend on the resin bead diameter and the desired biological product. The material of the filter or filter membrane is selected to limit protein binding.

음전하 기반 정제 모듈의 수지 비드들에 대한 재료 선택은 무시할 수 있을 정도의 침출물과 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 견고한 안정성을 제공하는 데 중요하다. 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.The material choice for the resin beads of the negative charge-based purification module is important to provide negligible leachables and robust stability to enable recycling and reuse. Resin beads may be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

음전하 기반 정제 모듈 내에서, 음이온성 표면 선택은 중요한 고려사항이며, 음이온성 폴리머, 순 음전하 펩티드 또는 단백질, 올리고뉴클레오티드, 카복실 작용기를 포함할 수 있다. 또한, 상기 선택은 규정된 버퍼(pH 및 이온 강도) 내에서 음전하 비드 표면과 생물학적 생성물 사이의 적절한 정전기적 상호작용 및 안정성을 달성하는 것을 기반으로 한다.Within the negative charge based purification module, anionic surface selection is an important consideration and may include anionic polymers, net negatively charged peptides or proteins, oligonucleotides, carboxyl functional groups. Also, the selection is based on achieving adequate electrostatic interaction and stability between the negatively charged bead surface and the biological product within a defined buffer (pH and ionic strength).

음전하 기반 정제 모듈의 회합/세척 버퍼는 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 및 제거될 작은 불순물에 따라 달라진다. 또한, pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 및 유기염 및/또는 무기염의 사용도 회합/세척 버퍼에서 고려된다. 또한, 효과적인 세척을 위해 추가 용기와 반복된 캐러셀 위치가 필요할 수도 있다.The association/wash buffer of the negative charge based purification module depends on the desired biological product (eg monoclonal antibody) and the small impurities to be removed. Additionally, pH, ionic strength, use of surfactants, and use of organic and/or inorganic salts are also considered in the association/wash buffer. Additionally, additional containers and repeated carousel positions may be required for effective cleaning.

음전하 기반 정제 모듈의 해리 버퍼는 음이온성 수지 비드 표면 작용기와 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 사이의 정전기적 상호작용의 강도에 따라 달라진다. 예를 들어, 해리 버퍼는 pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 유기염 및/또는 무기염의 사용, 여러 해리 버퍼 조성물의 사용(예를 들어, 수율 증가를 위해, 이는 추가 용기와 반복된 캐러셀 위치가 필요할 수 있음)이 변화될 수 있다. 다른 예에서, 구배 해리 효과를 생성하기 위해 pH, 이온 강도, 또는 이들의 임의의 조합이 변화된 여러 해리 버퍼들이 순차적으로 이용된다. 또한 효과적인 해리를 위해 추가 용기와 반복된 캐러셀 위치 또는 추가적인 해리가 필요할 수도 있다.The dissociation buffer of the negative charge-based purification module depends on the strength of the electrostatic interaction between the anionic resin bead surface functional groups and the desired biological product (eg, monoclonal antibody). For example, the dissociation buffer may be modified according to pH, ionic strength, use of surfactants, use of organic and/or inorganic salts, use of different dissociation buffer compositions (e.g., to increase yield, this may include additional vessels and repeated carousels). location may be required) may be varied. In another example, several dissociation buffers with varying pH, ionic strength, or any combination thereof are used sequentially to create a gradient dissociation effect. Additionally, additional containers and repeated carousel positions or additional dissociation may be required for effective dissociation.

회전 공정을 통한 용기 진행에서 각 단계의 체류 시간은 유속, 평형 시간, 및 처리량 볼륨에 따라 달라진다. 또한, 버퍼 조성 및 pH에 따라, 세척 단계 중 바이러스 불활성화 및 제거도 고려되므로, 예를 들어, 단클론 항체를 정제할 때 별도의 바이러스 불활성화 및 제거 공정 단계가 필요하지 않을 것이다.The residence time of each step in the vessel progression through the rotational process depends on the flow rate, equilibration time, and throughput volume. Also, depending on the buffer composition and pH, virus inactivation and removal during the washing step is also taken into account, so that, for example, when purifying monoclonal antibodies, a separate virus inactivation and removal process step will not be necessary.

음전하 기반 정제 모듈은 공정 중 분석 테스트 및/또는 인라인 분석 측정 기술을 위한 인라인 샘플링 포트들을 포함할 수 있다. 또한, 인라인 분석 측정 기술(예를 들어, 유동 센서, 광학 밀도 측정 장치, UV 검출기, RI 검출기)을 사용하여 공정에서 피드백 제어 메커니즘을 활성화할 수 있다.The negative charge-based purification module may include in-line sampling ports for in-process analytical testing and/or in-line analytical measurement techniques. In addition, in-line analytical measurement techniques (e.g., flow sensors, optical density measurement devices, UV detectors, RI detectors) can be used to activate feedback control mechanisms in the process.

당업계에서 일반적으로 사용되는 기존의 패킹된 컬럼 크로마토그래피 및 컬럼 전환 크로마토그래피 방법과 달리, 음전하 기반의 자성 정제 모듈은 인시츄 재생 및 재활용이 가능한 이동성 친화성 수지를 이용하여 수지를 보다 효율적으로 사용하고, 기존의 컬럼 용량 한계에 대한 우려 없이 작은 풋프린트에서 연속 처리를 가능하게 한다.Unlike the conventional packed column chromatography and column switching chromatography methods commonly used in the art, the negative charge-based magnetic purification module uses a mobile affinity resin that can be regenerated and recycled in situ and uses the resin more efficiently. and enables continuous processing in a small footprint without the concerns of traditional column capacity limitations.

단계적 선형 시스템을 갖는 친화도 기반 정제 모듈Affinity-based purification module with a stepwise linear system

본 명세서에서는, 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 친화도 기반 정제 모듈이 제공되며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 상기 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다. 또한, 친화도 기반 정제 모듈은 친화성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 수지 비드의 표면은, 제한하려는 의도 없이, 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 결합하도록 구성된 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 항원 단백질, 단백질, 수용체, 항체, 또는 압타머에 연결되어 있다.In this specification, an affinity-based purification module is provided for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to allow continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, steady state operation. can be consistent and consistent over time. The affinity-based purification module also includes a suspension of affinity resin beads, wherein the surface of the resin beads is, without limitation, configured to selectively bind to the biological product: protein A, protein G, protein L, antigen. It is linked to a protein, protein, receptor, antibody, or aptamer.

친화도 기반 정제 모듈은 정압 헤드 압력을 제어할 수 있도록 가스를 도입하기 위한 적어도 하나의 유입구, 대기압과 평형을 이룰 수 있도록 하는 적어도 하나의 벤트 포트, 수지 비드들의 현탁액을 도입하기 위한 적어도 하나의 유입구, 결합을 가능하게 하는 생물학적 생성물을 포함하는 여액을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구, 상기 수지 비드들의 세척, 이들로부터의 용출, 또는 이들의 재생을 가능하게 하기 위해 수지 비드들을 분산시키는 버퍼 시스템을 도입하기 위한 적어도 2개의 유입구들을 갖는 적어도 하나의 개스킷 리드 시스템; 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 수지 비드들, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 처리하도록 구성된 이동성 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 용기들을 포함하는 단계적 선형 시스템; 폐기물, 생물학적 생성물을 포함하는 분획, 또는 이들의 임의의 조합을 수집할 수 있도록 단계적 선형 시스템의 적어도 2개의 용기들 중 적어도 하나의 용기에 연결되어 있는 수집 시스템; 적어도 하나의 가스; 적어도 하나의 결합/세척 버퍼 시스템; 적어도 하나의 용출 버퍼 시스템; 적어도 하나의 수지 비드 재생 버퍼 시스템; 적어도 하나의 수집 용기; 적어도 하나의 센서 또는 검출기; 및 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.The affinity-based purification module includes at least one inlet for introducing gas to control the hydrostatic head pressure, at least one vent port for equilibrating with atmospheric pressure, and at least one inlet for introducing a suspension of resin beads. , at least one inlet for receiving a filtrate containing biological products enabling binding, introducing a buffer system for dispersing the resin beads to enable washing, elution from, or regeneration of the resin beads. at least one gasket lid system having at least two inlets for At least two vessels filled with migratory resin beads configured to continuously receive a mixture comprising a biological product and then to process the resulting heterogeneous mixture comprising the biological product, resin beads, buffer, or any combination thereof. A stepwise linear system including; a collection system coupled to at least one of the at least two vessels of the staged linear system to collect waste, fractions comprising biological products, or any combination thereof; at least one gas; at least one bind/wash buffer system; at least one elution buffer system; at least one resin bead regeneration buffer system; at least one collection vessel; at least one sensor or detector; and at least one fluid handling pump.

친화도 기반 정제 모듈의 장비 설계(도 24a 및 24b)는 배치식 공정 또는 반연속 공정과 비교하여 자동화되고 연속적인 생물학적 정제를 가능하게 하며, 작은 풋프린트를 제공한다.The equipment design of the affinity-based purification module ( FIGS. 24A and 24B ) enables automated and continuous biological purification compared to batch or semi-continuous processes, and provides a small footprint.

본원에 기재된 바와 같이, 친화도 기반 정제 모듈은 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 농도는 원하는 결합 능력 또는 원하는 용액 점도에 따라 달라진다. 대안적으로, 친화도 기반 정제 모듈 수지 비드 크기는 마이크론에서 서브마이크론으로, 예를 들어, 각각 용액 점도 의존성 및 표면 리간드 밀도 의존성과 같은 평형 및 친화성 상호작용을 위한 적절한 유체 역학을 가능하게 하는 데 필요한 표면적 대 부피 비율의 함수인 결합 능력 요구 사항에 따라 달라진다.As described herein, affinity-based purification modules include a suspension of resin beads, the concentration of which depends on the desired binding capacity or desired solution viscosity. Alternatively, the affinity-based purification module resin bead size ranges from microns to submicrons, e.g., to enable proper hydrodynamics for equilibrium and affinity interactions, such as solution viscosity dependence and surface ligand density dependence, respectively. It depends on the bonding capacity requirement, which is a function of the required surface area to volume ratio.

용기의 수와 크기는 입력 유속, 수지 비드 결합 능력, 및 결합 평형 시간에 따라 달라진다. 용기의 재료는 단백질 결합을 제한하도록 선택된다.The number and size of vessels depends on input flow rate, resin bead binding capacity, and binding equilibration time. The material of the container is selected to limit protein binding.

필터 또는 필터 멤브레인의 재료와 용기의 기공 크기는 수지 비드 직경과 목적하는 생물학적 생성물에 따라 달라진다. 필터 또는 필터 멤브레인의 재료는 단백질 결합을 제한하도록 선택된다.The material of the filter or filter membrane and the pore size of the vessel depend on the resin bead diameter and the desired biological product. The material of the filter or filter membrane is selected to limit protein binding.

친화도 기반 정제 모듈의 수지 비드들에 대한 재료 선택은 무시할 수 있을 정도의 침출물과 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 견고한 안정성을 제공하는 데 중요하다. 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.Material selection for the resin beads of the affinity-based purification module is important to provide negligible leachables and robust stability to enable recycling and reuse. Resin beads may be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

결합/세척 버퍼는 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 및 제거될 작은 불순물에 따라 달라진다. pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 및 유기염 및/또는 무기염의 사용을 포함하는 결합/세척 버퍼에 대한 다른 고려사항도 결합/세척 버퍼에서 고려된다. 또한, 효과적인 세척을 위해 추가 용기와 반복된 캐러셀 위치가 필요할 수도 있다.Binding/washing buffers depend on the desired biological product (eg monoclonal antibody) and minor impurities to be removed. Other considerations for binding/washing buffers are also taken into account in binding/washing buffers, including pH, ionic strength, use of surfactants, and use of organic and/or inorganic salts. Additionally, additional containers and repeated carousel positions may be required for effective cleaning.

용출 버퍼는 수지 비드 표면 리간드들과 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 사이의 결합 친화도(예를 들어, 비공유 상호작용의 강도)에 따라 달라진다. 예를 들어, 용출 버퍼는 pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 유기염 및/또는 무기염의 사용, 여러 용출 버퍼 조성물의 사용(예를 들어, 수율 증가를 위해, 이는 추가 용기와 반복된 캐러셀 위치가 필요할 수 있음)이 변화될 수 있다. 또한, 효과적인 용출을 위해 추가적인 용출이 필요할 수도 있다.The elution buffer depends on the binding affinity (eg, strength of non-covalent interactions) between the resin bead surface ligands and the desired biological product (eg, monoclonal antibody). For example, the elution buffer may be adjusted according to pH, ionic strength, use of surfactants, use of organic and/or inorganic salts, use of different elution buffer compositions (e.g., to increase yield, this may include additional vessels and repeated carousels). location may be required) may be varied. Also, additional elution may be required for effective elution.

버퍼 조성 및 pH에 따라, 세척 단계 중 바이러스 불활성화 및 제거도 고려되므로, 예를 들어, 단클론 항체를 정제할 때 별도의 바이러스 불활성화 및 제거 공정 단계가 필요하지 않을 것이다.Depending on the buffer composition and pH, virus inactivation and removal during the washing step is also taken into account, so that, for example, when purifying monoclonal antibodies, a separate virus inactivation and removal process step will not be necessary.

친화도 기반의 정제 모듈은 공정 중 분석 테스트 및/또는 인라인 분석 측정 기술을 위한 인라인 샘플링 포트들을 포함할 수 있다. 또한, 인라인 분석 측정 기술(예를 들어, 유동 센서, 광학 밀도 측정 장치, UV 검출기, RI 검출기)을 사용하여 공정에서 피드백 제어 메커니즘을 활성화할 수 있다.The affinity-based purification module may include in-line sampling ports for in-process analytical testing and/or in-line analytical measurement techniques. In addition, in-line analytical measurement techniques (e.g., flow sensors, optical density measurement devices, UV detectors, RI detectors) can be used to activate feedback control mechanisms in the process.

당업계에서 일반적으로 사용되는 기존의 패킹된 컬럼 크로마토그래피 및 컬럼 전환 크로마토그래피 방법과 달리, 친화도 기반 정제 모듈은 인시츄 재생 및 재활용이 가능한 이동성 친화성 수지를 이용하여 수지를 보다 효율적으로 사용하고, 기존의 컬럼 용량 한계에 대한 우려 없이 작은 풋프린트에서 연속 처리를 가능하게 한다.Unlike the conventional packed column chromatography and column shift chromatography methods commonly used in the art, the affinity-based purification module uses a mobile affinity resin that can be regenerated and recycled in situ, enabling more efficient use of the resin. , enabling continuous processing in a small footprint without the concerns of traditional column capacity limitations.

단계적 선형 시스템을 갖는 양전하 기반 정제 모듈Positive Charge Based Purification Module with Stepwise Linear System

본 명세서에는 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 양전하 기반 정제 모듈이 제공되며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 상기 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다. 또한, 양전하 기반 정제 모듈은 친화성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 수지 비드의 표면은, 제한하려는 의도 없이, 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 결합하도록 구성된 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 항원 단백질, 단백질, 수용체, 항체, 또는 압타머에 연결되어 있다.Provided herein is a positive charge based purification module for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to allow continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, steady state operation. can be consistent and consistent over time. The positive charge based purification module also includes a suspension of affinity resin beads, wherein the surface of the resin beads is, without limitation, configured to bind selectively to the biological product: protein A, protein G, protein L, antigenic protein. , linked to proteins, receptors, antibodies, or aptamers.

양전하 기반 정제 모듈은 정압 헤드 압력을 제어할 수 있도록 가스를 도입하기 위한 적어도 하나의 유입구, 대기압과 평형을 이룰 수 있도록 하는 적어도 하나의 벤트 포트, 수지 비드들의 현탁액을 도입하기 위한 적어도 하나의 유입구, 생물학적 생성물을 포함하는 여액을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구, 상기 수지 비드들의 세척, 이들로부터의 해리, 또는 이들의 재생을 가능하게 하기 위해 수지 비드들을 분산시키는 버퍼 시스템을 도입하기 위한 적어도 2개의 유입구들을 갖는 적어도 하나의 개스킷 리드 시스템; 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 수지 비드들, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 처리하도록 구성된 이동성 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 용기들을 포함하는 단계적 선형 시스템; 폐기물, 생물학적 생성물을 포함하는 분획, 또는 이들의 임의의 조합을 수집할 수 있도록 단계적 선형 시스템의 적어도 2개의 용기들 중 적어도 하나의 용기에 연결되어 있는 수집 시스템; 적어도 하나의 가스; 적어도 하나의 결합/세척 버퍼 시스템; 적어도 하나의 용출 버퍼 시스템; 적어도 하나의 수지 비드 재생 버퍼 시스템; 적어도 하나의 수집 용기; 적어도 하나의 센서 또는 검출기; 및 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.The positive charge based purification module includes at least one inlet for introducing gas to control the static head pressure, at least one vent port for equilibrating with atmospheric pressure, at least one inlet for introducing a suspension of resin beads, At least one inlet for receiving a filtrate containing biological products, at least two inlets for introducing a buffer system for dispersing the resin beads to enable washing, dissociation from, or regeneration of the resin beads. at least one gasket lid system having At least two vessels filled with migratory resin beads configured to continuously receive a mixture comprising a biological product and then to process the resulting heterogeneous mixture comprising the biological product, resin beads, buffer, or any combination thereof. A stepwise linear system including; a collection system coupled to at least one of the at least two vessels of the staged linear system to collect waste, fractions comprising biological products, or any combination thereof; at least one gas; at least one bind/wash buffer system; at least one elution buffer system; at least one resin bead regeneration buffer system; at least one collection vessel; at least one sensor or detector; and at least one fluid handling pump.

양전하 기반 정제 모듈의 장비 설계(도 24a 및 24b)는 배치식 공정 또는 반연속 공정과 비교하여 자동화되고 연속적인 생물학적 정제를 가능하게 하며, 작은 풋프린트를 제공한다.The equipment design of the positive charge based purification module ( FIGS. 24A and 24B ) enables automated and continuous biological purification compared to batch or semi-continuous processes and provides a small footprint.

본원에 기재된 바와 같이, 양전하 기반 정제 모듈은 양이온성 수지 비드들을 포함하며, 이때 농도는 원하는 전하 또는 정전기적 회합 용량, 또는 원하는 용액 점도에 따라 달라진다. 대안적으로, 양전하 기반 정제 모듈 수지 비드 크기는 마이크론에서 서브마이크론으로, 예를 들어, 각각 용액 점도 의존성 및 표면 전하 밀도 의존성과 같은 평형 및 전하 또는 정전기적 상호작용을 위한 적절한 유체 역학을 가능하게 하는 데 필요한 표면적 대 부피 비율의 함수인 전하 또는 정전기적 회합 용량 요구 사항에 따라 달라진다.As described herein, positive charge based purification modules include cationic resin beads, the concentration of which is dependent on the desired charge or electrostatic association capacity, or the desired solution viscosity. Alternatively, the positive charge based purification module resin bead size ranges from microns to submicrons, e.g., to allow for equilibrium such as solution viscosity dependence and surface charge density dependence and appropriate fluid dynamics for charge or electrostatic interactions, respectively. It depends on the charge or electrostatic association capacity requirements, which are a function of the surface area-to-volume ratio required to

용기의 수와 크기는 입력 유속, 수지 비드 전하 또는 정전기적 회합 용량, 및 회합 평형 시간에 따라 달라진다. 용기의 재료는 단백질 결합을 제한하도록 선택된다.The number and size of vessels depends on input flow rate, resin bead charge or electrostatic association capacity, and association equilibration time. The material of the container is selected to limit protein binding.

필터 또는 필터 멤브레인의 재료와 용기의 기공 크기는 수지 비드 직경과 목적하는 생물학적 생성물에 따라 달라진다. 필터 또는 필터 멤브레인의 재료는 단백질 결합을 제한하도록 선택된다.The material of the filter or filter membrane and the pore size of the vessel depend on the resin bead diameter and the desired biological product. The material of the filter or filter membrane is selected to limit protein binding.

양전하 기반 정제 모듈의 수지 비드들에 대한 재료 선택은 무시할 수 있을 정도의 침출물과 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 견고한 안정성을 제공하는 데 중요하다. 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.The material choice for the resin beads of the positive charge-based purification module is important to provide negligible leachables and robust stability to enable recycling and reuse. Resin beads may be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

양전하 기반 정제 모듈 내에서, 양이온성 표면 선택은 중요한 고려사항이며, 양이온성 폴리머, 순 양전하 펩티드 또는 단백질, 아민 작용기를 포함할 수 있다. 또한, 상기 선택은 규정된 버퍼(pH 및 이온 강도) 내에서 양전하 비드 표면과 생물학적 생성물 사이의 적절한 정전기적 상호작용 및 안정성을 달성하는 것을 기반으로 한다.Within positive charge-based purification modules, cationic surface selection is an important consideration and may include cationic polymers, net positively charged peptides or proteins, and amine functional groups. In addition, the selection is based on achieving adequate electrostatic interaction and stability between the positively charged bead surface and the biological product within a defined buffer (pH and ionic strength).

양전하 기반 정제 모듈의 회합/세척 버퍼는 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 및 제거될 작은 불순물에 따라 달라진다. 또한, pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 및 유기염 및/또는 무기염의 사용도 회합/세척 버퍼에서 고려된다. 또한, 효과적인 세척을 위해 추가 용기와 반복된 캐러셀 위치가 필요할 수도 있다.The association/washing buffer of the positive charge based purification module depends on the desired biological product (eg monoclonal antibody) and the small impurities to be removed. Additionally, pH, ionic strength, use of surfactants, and use of organic and/or inorganic salts are also considered in the association/wash buffer. Additionally, additional containers and repeated carousel positions may be required for effective cleaning.

양전하 기반 정제 모듈의 해리 버퍼는 음이온성 수지 비드 표면 작용기와 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 사이의 정전기적 상호작용의 강도에 따라 달라진다. 예를 들어, 해리 버퍼는 pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 유기염 및/또는 무기염의 사용, 여러 해리 버퍼 조성물의 사용(예를 들어, 수율 증가를 위해, 이는 추가 용기와 반복된 캐러셀 위치가 필요할 수 있음)이 변화될 수 있다. 다른 예에서, 구배 해리 효과를 생성하기 위해 pH, 이온 강도, 또는 이들의 임의의 조합이 변화된 여러 해리 버퍼들이 순차적으로 이용된다. 또한, 효과적인 해리를 위해 추가적인 해리가 필요할 수도 있다.The dissociation buffer of the positive charge based purification module depends on the strength of the electrostatic interaction between the anionic resin bead surface functional groups and the desired biological product (eg monoclonal antibody). For example, the dissociation buffer may be modified according to pH, ionic strength, use of surfactants, use of organic and/or inorganic salts, use of different dissociation buffer compositions (e.g., to increase yield, this may include additional vessels and repeated carousels). location may be required) may be varied. In another example, several dissociation buffers with varying pH, ionic strength, or any combination thereof are used sequentially to create a gradient dissociation effect. Additionally, additional dissociation may be required for effective dissociation.

버퍼 조성 및 pH에 따라, 세척 단계 중 바이러스 불활성화 및 제거도 고려되므로, 예를 들어, 단클론 항체를 정제할 때 별도의 바이러스 불활성화 및 제거 공정 단계가 필요하지 않을 것이다.Depending on the buffer composition and pH, virus inactivation and removal during the washing step is also taken into account, so that, for example, when purifying monoclonal antibodies, a separate virus inactivation and removal process step will not be necessary.

양전하 기반 정제 모듈은 공정 중 분석 테스트 및/또는 인라인 분석 측정 기술을 위한 인라인 샘플링 포트들을 포함할 수 있다. 또한, 인라인 분석 측정 기술(예를 들어, 유동 센서, 광학 밀도 측정 장치, UV 검출기, RI 검출기)을 사용하여 공정에서 피드백 제어 메커니즘을 활성화할 수 있다.The positive charge-based purification module may include in-line sampling ports for in-process analytical testing and/or in-line analytical measurement techniques. In addition, in-line analytical measurement techniques (e.g., flow sensors, optical density measurement devices, UV detectors, RI detectors) can be used to activate feedback control mechanisms in the process.

당업계에서 일반적으로 사용되는 기존의 패킹된 컬럼 크로마토그래피 및 컬럼 전환 크로마토그래피 방법과 달리, 양전하 기반 정제 모듈은 인시츄 재생 및 재활용이 가능한 이동성 친화성 수지를 이용하여 수지를 보다 효율적으로 사용하고, 기존의 컬럼 용량 한계에 대한 우려 없이 작은 풋프린트에서 연속 처리를 가능하게 한다.Unlike the conventional packed column chromatography and column shift chromatography methods commonly used in the art, the positive charge-based purification module uses a mobile affinity resin that can be regenerated and recycled in situ and uses the resin more efficiently, It enables continuous processing in a small footprint without the concerns of traditional column capacity limitations.

단계적 선형 시스템을 갖는 음전하 기반 정제 모듈Negative Charge Based Purification Module with Stepwise Linear System

본 명세서에는 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 음전하 기반 정제 모듈이 제공되며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 상기 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다. 또한, 음전하 기반 정제 모듈은 친화성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 수지 비드의 표면은, 제한하려는 의도 없이, 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 결합하도록 구성된 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 항원 단백질, 단백질, 수용체, 항체, 또는 압타머에 연결되어 있다.Provided herein is a negative charge based purification module for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to allow continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, steady state operation. can be consistent and consistent over time. The negative charge based purification module also includes a suspension of affinity resin beads, wherein the surface of the resin beads is, without limitation, configured to bind selectively to the biological product: protein A, protein G, protein L, antigenic protein. , linked to proteins, receptors, antibodies, or aptamers.

음전하 기반 정제 모듈은 정압 헤드 압력을 제어할 수 있도록 가스를 도입하기 위한 적어도 하나의 유입구, 대기압과 평형을 이룰 수 있도록 하는 적어도 하나의 벤트 포트, 수지 비드들의 현탁액을 도입하기 위한 적어도 하나의 유입구, 생물학적 생성물을 포함하는 여액을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구, 상기 수지 비드들의 세척, 이들로부터의 해리, 또는 이들의 재생을 가능하게 하기 위해 수지 비드들을 분산시키는 버퍼 시스템을 도입하기 위한 적어도 2개의 유입구들을 갖는 적어도 하나의 개스킷 리드 시스템; 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 연속적으로 수용하고, 이어서 생물학적 생성물, 수지 비드들, 버퍼, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생성된 불균질 혼합물을 처리하도록 구성된 이동성 수지 비드들로 채워진 적어도 2개의 용기들을 포함하는 단계적 선형 시스템; 폐기물, 생물학적 생성물을 포함하는 분획, 또는 이들의 임의의 조합을 수집할 수 있도록 단계적 선형 시스템의 적어도 2개의 용기들 중 적어도 하나의 용기에 연결되어 있는 수집 시스템; 적어도 하나의 가스; 적어도 하나의 결합/세척 버퍼 시스템; 적어도 하나의 용출 버퍼 시스템; 적어도 하나의 수지 비드 재생 버퍼 시스템; 적어도 하나의 수집 용기; 적어도 하나의 센서 또는 검출기; 및 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.The negative charge based purification module includes at least one inlet for introducing gas to control the positive head pressure, at least one vent port for equilibrating with atmospheric pressure, at least one inlet for introducing a suspension of resin beads, At least one inlet for receiving a filtrate containing biological products, at least two inlets for introducing a buffer system for dispersing the resin beads to enable washing, dissociation from, or regeneration of the resin beads. at least one gasket lid system having At least two vessels filled with migratory resin beads configured to continuously receive a mixture comprising a biological product and then to process the resulting heterogeneous mixture comprising the biological product, resin beads, buffer, or any combination thereof. A stepwise linear system including; a collection system coupled to at least one of the at least two vessels of the staged linear system to collect waste, fractions comprising biological products, or any combination thereof; at least one gas; at least one bind/wash buffer system; at least one elution buffer system; at least one resin bead regeneration buffer system; at least one collection vessel; at least one sensor or detector; and at least one fluid handling pump.

음전하 기반 정제 모듈의 장비 설계(도 25a 및 25b)는 배치식 공정 또는 반연속 공정과 비교하여 자동화되고 연속적인 생물학적 정제를 가능하게 하며, 작은 풋프린트를 제공한다.The equipment design of the negative charge based purification module ( FIGS. 25A and 25B ) enables automated and continuous biological purification compared to batch or semi-continuous processes and provides a small footprint.

본원에 기재된 바와 같이, 음전하 기반 정제 모듈은 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 농도는 원하는 전하 또는 정전기적 회합 용량, 또는 원하는 용액 점도에 따라 달라진다. 대안적으로, 음전하 기반 정제 모듈 수지 비드 크기는 마이크론에서 서브마이크론으로, 예를 들어, 각각 용액 점도 의존성 및 표면 전하 밀도 의존성과 같은 평형 및 전하 또는 정전기적 상호작용을 위한 적절한 유체 역학을 가능하게 하는 데 필요한 표면적 대 부피 비율의 함수인 전하 또는 정전기적 회합 용량 요구 사항에 따라 달라진다.As described herein, negative charge-based purification modules include a suspension of resin beads, the concentration of which depends on the desired charge or electrostatic association capacity, or the desired solution viscosity. Alternatively, the negative charge based purification module resin bead size ranges from microns to submicrons, e.g., to allow for equilibrium such as solution viscosity dependence and surface charge density dependence and appropriate fluid dynamics for charge or electrostatic interactions, respectively. It depends on the charge or electrostatic association capacity requirements, which are a function of the surface area-to-volume ratio required to

용기의 수와 크기는 입력 유속, 수지 비드 전하 또는 정전기적 회합 용량, 및 회합 평형 시간에 따라 달라진다. 용기의 재료는 단백질 결합을 제한하도록 선택된다.The number and size of vessels depends on input flow rate, resin bead charge or electrostatic association capacity, and association equilibration time. The material of the container is selected to limit protein binding.

필터 또는 필터 멤브레인의 재료와 용기의 기공 크기는 수지 비드 직경과 목적하는 생물학적 생성물에 따라 달라진다. 필터 또는 필터 멤브레인의 재료는 단백질 결합을 제한하도록 선택된다.The material of the filter or filter membrane and the pore size of the vessel depend on the resin bead diameter and the desired biological product. The material of the filter or filter membrane is selected to limit protein binding.

음전하 기반 정제 모듈의 수지 비드들에 대한 재료 선택은 무시할 수 있을 정도의 침출물과 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 견고한 안정성을 제공하는 데 중요하다. 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.The material choice for the resin beads of the negative charge-based purification module is important to provide negligible leachables and robust stability to enable recycling and reuse. Resin beads may be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

음전하 기반 정제 모듈 내에서, 음이온성 표면 선택은 중요한 고려사항이며, 음이온성 폴리머, 순 음전하 펩티드 또는 단백질, 올리고뉴클레오티드, 카복실 작용기를 포함할 수 있다. 또한, 상기 선택은 규정된 버퍼(pH 및 이온 강도) 내에서 음전하 비드 표면과 생물학적 생성물 사이의 적절한 정전기적 상호작용 및 안정성을 달성하는 것을 기반으로 한다.Within the negative charge based purification module, anionic surface selection is an important consideration and may include anionic polymers, net negatively charged peptides or proteins, oligonucleotides, carboxyl functional groups. Also, the selection is based on achieving adequate electrostatic interaction and stability between the negatively charged bead surface and the biological product within a defined buffer (pH and ionic strength).

음전하 기반 정제 모듈의 회합/세척 버퍼는 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 및 제거될 작은 불순물에 따라 달라진다. 또한, pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 및 유기염 및/또는 무기염의 사용도 회합/세척 버퍼에서 고려된다. 또한, 효과적인 세척을 위해 추가 용기와 반복된 캐러셀 위치가 필요할 수도 있다.The association/wash buffer of the negative charge based purification module depends on the desired biological product (eg monoclonal antibody) and the small impurities to be removed. Additionally, pH, ionic strength, use of surfactants, and use of organic and/or inorganic salts are also considered in the association/wash buffer. Additionally, additional containers and repeated carousel positions may be required for effective cleaning.

음전하 기반 정제 모듈의 해리 버퍼는 음이온성 수지 비드 표면 작용기와 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 사이의 정전기적 상호작용의 강도에 따라 달라진다. 예를 들어, 해리 버퍼는 pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 유기염 및/또는 무기염의 사용, 여러 해리 버퍼 조성물의 사용(예를 들어, 수율 증가를 위해, 이는 추가 용기와 반복된 캐러셀 위치가 필요할 수 있음)이 변화될 수 있다. 다른 예에서, 구배 해리 효과를 생성하기 위해 pH, 이온 강도, 또는 이들의 임의의 조합이 변화된 여러 해리 버퍼들이 순차적으로 이용된다. 또한, 효과적인 해리를 위해 추가적인 해리가 필요할 수도 있다.The dissociation buffer of the negative charge-based purification module depends on the strength of the electrostatic interaction between the anionic resin bead surface functional groups and the desired biological product (eg, monoclonal antibody). For example, the dissociation buffer may be modified according to pH, ionic strength, use of surfactants, use of organic and/or inorganic salts, use of different dissociation buffer compositions (e.g., to increase yield, this may include additional vessels and repeated carousels). location may be required) may be varied. In another example, several dissociation buffers with varying pH, ionic strength, or any combination thereof are used sequentially to create a gradient dissociation effect. Additionally, additional dissociation may be required for effective dissociation.

버퍼 조성 및 pH에 따라, 세척 단계 중 바이러스 불활성화 및 제거도 고려되므로, 예를 들어, 단클론 항체를 정제할 때 별도의 바이러스 불활성화 및 제거 공정 단계가 필요하지 않을 것이다.Depending on the buffer composition and pH, virus inactivation and removal during the washing step is also taken into account, so that, for example, when purifying monoclonal antibodies, a separate virus inactivation and removal process step will not be necessary.

음전하 기반 정제 모듈은 공정 중 분석 테스트 및/또는 인라인 분석 측정 기술을 위한 인라인 샘플링 포트들을 포함할 수 있다. 또한, 인라인 분석 측정 기술(예를 들어, 유동 센서, 광학 밀도 측정 장치, UV 검출기, RI 검출기)을 사용하여 공정에서 피드백 제어 메커니즘을 활성화할 수 있다.The negative charge-based purification module may include in-line sampling ports for in-process analytical testing and/or in-line analytical measurement techniques. In addition, in-line analytical measurement techniques (e.g., flow sensors, optical density measurement devices, UV detectors, RI detectors) can be used to activate feedback control mechanisms in the process.

당업계에서 일반적으로 사용되는 기존의 패킹된 컬럼 크로마토그래피 및 컬럼 전환 크로마토그래피 방법과 달리, 음전하 기반의 자성 정제 모듈은 인시츄 재생 및 재활용이 가능한 이동성 친화성 수지를 이용하여 수지를 보다 효율적으로 사용하고, 기존의 컬럼 용량 한계에 대한 우려 없이 작은 풋프린트에서 연속 처리를 가능하게 한다.Unlike the conventional packed column chromatography and column switching chromatography methods commonly used in the art, the negative charge-based magnetic purification module uses a mobile affinity resin that can be regenerated and recycled in situ and uses the resin more efficiently. and enables continuous processing in a small footprint without the concerns of traditional column capacity limitations.

친화도 기반의 유체 정제 모듈Affinity-based fluid purification module

본원에 제공된 바와 같이, 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 친화도 기반의 유체 정제 모듈이 기재되어 있으며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 친화도 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다. 또한, 친화도 기반의 유체 정제 모듈은 친화성 자성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 자성 수지 비드의 표면은, 제한하려는 의도 없이, 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 결합하도록 구성된 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 항원 단백질, 단백질, 수용체, 항체, 또는 압타머에 연결되어 있다.As provided herein, an affinity-based fluid purification module for separating a mixture into two or more fractions is described, wherein at least one fraction contains a biological product. The affinity-based fluid purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to allow continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, For example, it can be consistent and constant during steady state operation. The affinity-based fluid purification module also includes a suspension of affinity magnetic resin beads, wherein the surface of the magnetic resin beads is, without limitation, configured to selectively bind to the biological product: protein A, protein G, Linked to protein L, antigenic protein, protein, receptor, antibody, or aptamer.

친화도 기반의 유체 정제 모듈은 자성 수지 비드 표면에 대한 생물학적 생성물의 결합을 가능하게 하는 적어도 하나의 평형 용기; 자성 수지 비드 표면으로부터 생물학적 생성물의 탈결합을 허용하는 적어도 하나의 낮은 pH 평형 용기; 적어도 하나의 자기장, 및 상기 불균질 혼합물에서 자성 수지 비드들의 유동 경로를 조작하기 위해 단방향 힘을 생성하거나 유도하도록 구성된 압전 컴포넌트 또는 유전영동 전극 중 적어도 하나, 및 생물학적 생성물에 결합된 자성 수지 비드들을 불균질 혼합물 내 작은 불순물로부터 분리하기 위한 직교류 채널을 포함하는 적어도 하나의 제1 하이브리드 직교류 유체 소자 또는 칩(예를 들어, 마이크로유체, 메조유체, 밀리유체, 매크로유체 소자 또는 칩, 또는 이들의 임의의 조합)(도 28); 적어도 하나의 자기장, 및 상기 생물학적 생성물로부터 상기 자성 수지 비드들의 유동 경로를 조작하기 위해 단방향 힘을 생성하거나 유도하도록 구성된 압전 컴포넌트 또는 유전영동 전극 중 적어도 하나, 및 상기 생물학적 생성물로부터 자성 수지 비드들을 분리하기 위한 직교류 채널을 포함하는 적어도 하나의 제2 하이브리드 직교류 유체 소자 또는 칩(예를 들어, 마이크로유체, 메조유체, 밀리유체, 매크로유체 소자 또는 칩, 또는 이들의 임의의 조합)(도 28); 적어도 2개의 버퍼 시스템들; 적어도 하나의 자성 수지 비드 재생 버퍼 시스템; 상기 자성 수지 비드들의 재활용을 가능하게 하도록 구성된 적어도 하나의 재생 평형 용기; 적어도 하나의 수집 용기; 적어도 하나의 센서 또는 검출기; 및 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.The affinity-based fluid purification module includes at least one equilibration vessel enabling binding of a biological product to a surface of a magnetic resin bead; at least one low pH equilibration vessel allowing debinding of the biological product from the magnetic resin bead surface; At least one magnetic field, and at least one of a piezoelectric component or a dielectrophoretic electrode configured to generate or induce a unidirectional force to manipulate the flow path of the magnetic resin beads in the heterogeneous mixture, and fire the magnetic resin beads coupled to the biological product. at least one first hybrid cross-flow fluid element or chip (e.g., microfluidic, mesofluidic, millifluidic, macrofluidic element or chip, or any of these) comprising a cross-flow channel for separation from small impurities in the homogeneous mixture any combination) (FIG. 28); at least one magnetic field and at least one of a piezoelectric component or a dielectrophoretic electrode configured to generate or induce a unidirectional force to manipulate the flow path of the magnetic resin beads from the biological product, and separating the magnetic resin beads from the biological product. at least one second hybrid cross-flow fluid element or chip (e.g., microfluidic, mesofluidic, millifluidic, macrofluidic element or chip, or any combination thereof) comprising a cross-flow channel for ; at least two buffer systems; at least one magnetic resin bead regeneration buffer system; at least one regeneration equilibration vessel configured to enable recycling of the magnetic resin beads; at least one collection vessel; at least one sensor or detector; and at least one fluid handling pump.

친화도 기반의 유체 정제 모듈을 위한 장비 설계(도 29)는 연속적인 생물학적 자성 정제를 가능하게 하며, 작은 풋프린트를 제공한다.The equipment design for the affinity-based fluid purification module (FIG. 29) enables continuous biomagnetic purification and provides a small footprint.

친화도 기반의 유체 정제 모듈의 적어도 하나의 평형 용기 부피 및 교반 능력은 결합 동역학, 및 자성 수지 비드 농도 및 결합 능력을 가능하게 하는 입력 유속 및 처리량, 평형 시간 및 교반 속도를 고려한다. 친화도 기반의 유체 정제 모듈을 위한 평형 버퍼는 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 및 제거될 작은 불순물에 따라 달라진다. 상기 버퍼에 대한 고려사항에는 pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 또는 유기염 및/또는 무기염의 사용이 포함된다.The equilibrium vessel volume and agitation capacity of the at least one affinity-based fluid purification module takes into account binding kinetics and input flow rate and throughput, equilibration time and agitation rate enabling magnetic resin bead concentration and binding capacity. Equilibration buffers for affinity-based fluid purification modules depend on the desired biological product (eg, monoclonal antibody) and the small impurities to be removed. Considerations for the buffer include pH, ionic strength, use of surfactants, or use of organic and/or inorganic salts.

친화도 기반의 유체 정제 모듈의 직교류 채널 크기는 용액 점도, 자성 수지 비드 농도, 입력 유속, 및 처리량 볼륨에 따라 달라진다. 압전 또는 음파 액추에이터(acoustic actuator)는 원하는 자성 수지 비드 편향 또는 자성 수지 비드 유동 경로의 조작, 및 압전 결정 유형을 가능하게 하는 물리적 위치와 에너지(예를 들어, 주파수)를 고려한다. 유전영동 전극은 원하는 자성 수지 비드 편향을 가능하게 하는 선택적 유형 및 디자인, 원하는 비드 편향을 가능하게 하는 전극의 수 및 간격, 원하는 비드 편향을 가능하게 하는 인가 전압, 및 전극 재료를 고려한다.The cross-flow channel size of the affinity-based fluid purification module depends on solution viscosity, magnetic resin bead concentration, input flow rate, and throughput volume. Piezoelectric or acoustic actuators allow for desired magnetic resin bead deflection or manipulation of the magnetic resin bead flow path, and a physical position and energy (eg, frequency) that enables a type of piezoelectric crystal. Dielectrophoretic electrodes take into account the optional type and design that enables the desired magnetic resin bead deflection, the number and spacing of electrodes that allow the desired bead deflection, the applied voltage that allows the desired bead deflection, and the electrode material.

자기장 강도 및 전계 효과는 유속 및 자성 수지 비드 농도, 크기, 포화 자화 및 자화율, 및/또는 직교류 채널에 대한 근접성에 따라 달라진다. 구현예들에서, 상기 자기장 강도는 약 0.01 테슬라 내지 약 1 테슬라(예를 들어, 최대 약 1 테슬라) 범위이다. 자성 수지 비드 농도는 원하는 결합 능력, 및 원하는 용액 점도에 따라 달라지며, 자성 수지 비드 크기는, 예를 들어, 각각 용액 점도 의존성 및 표면 리간드 밀도 의존성과 같은 평형 및 친화성 상호작용을 위한 적절한 유체 역학을 가능하게 하는 표면적 대 부피 비율에 따라 달라진다. 구현예들에서, 자성 수지 비드의 직경은 서브마이크론 내지 마이크론이다.The magnetic field strength and field effect depend on the flow rate and magnetic resin bead concentration, size, saturation magnetization and susceptibility, and/or proximity to the cross-flow channel. In embodiments, the magnetic field strength ranges from about 0.01 Tesla to about 1 Tesla (eg, up to about 1 Tesla). The magnetic resin bead concentration depends on the desired binding capacity, and the desired solution viscosity, and the magnetic resin bead size depends on the appropriate fluid dynamics for equilibrium and affinity interactions, e.g., solution viscosity dependence and surface ligand density dependence, respectively. depends on the surface area to volume ratio that enables In embodiments, the diameter of the magnetic resin beads is submicron to micron.

친화도 기반의 유체 정제 모듈의 재료 선택은 친화도 기반의 유체 정제 모듈의 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 견고한 안정성 및 무시할 수 있을 정도의 침출물을 위해 중요하다. 자성 수지 비드들은 고체, 다공성, 나노다공성, 미세다공성, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.Material selection of the affinity-based fluid purification module is important for robust stability and negligible leachate to enable recycling and reuse of the affinity-based fluid purification module. Magnetic resin beads may be solid, porous, nanoporous, microporous, or any combination thereof.

친화도 기반의 유체 정제 모듈의 적어도 하나의 낮은 pH 평형 용기 부피 및 교반 능력은 입력 유속 및 처리량, 탈결합 동역학을 가능하게 하는 평형 시간, 1X 최종 버퍼 염 농도에 도달하도록 평형 시간 동안 희석을 가능하게 하는 10X의 낮은 pH 용출 버퍼를 고려한다. 낮은 pH 용출 버퍼는 자성 수지 비드 표면 리간드에 대한 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)의 결합 친화도에 따라 달라지며, 변화에는 pH, 이온 강도, 또는 유기염 및/또는 무기염의 사용이 포함될 수 있다.The agitation capacity and at least one low pH equilibrium vessel volume of the affinity-based fluid purification module enables input flow rate and throughput, equilibration time to enable debinding kinetics, and dilution during equilibration time to reach 1X final buffer salt concentration. Consider a 10X low pH elution buffer. Low pH elution buffers depend on the binding affinity of the desired biological product (e.g., monoclonal antibody) to the magnetic resin bead surface ligand, which changes include pH, ionic strength, or the use of organic and/or inorganic salts. can be included

친화도 기반의 유체 정제 모듈의 처리량은 여러 유체 소자들 또는 칩들을 직렬 또는 병렬로 다중화(multiplexing)함으로써 증가할 수 있다. 또한, 완전한 정제를 가능하게 하기 위해 직렬 또는 병렬로 연결된 여러 유체 소자들 또는 칩들이 필요할 수 있다. 또한, 재생 평형 용기는 자성 수지 비드들의 정확한 농도를 유지하고, 효과적인 재활용을 위해 영구 자기장과 폐기물 라인이 필요할 수 있다. 바이러스 불활성화 및 제거는 버퍼 조성 및 pH에 따라 낮은 pH 용출 버퍼 평형 및 후속 유체 처리 단계 동안 달성될 수 있다.The throughput of the affinity-based fluid purification module can be increased by multiplexing several fluid elements or chips in series or parallel. Additionally, several fluidic elements or chips connected in series or parallel may be required to enable complete purification. Additionally, the regenerative equilibrium vessel maintains the correct concentration of magnetic resin beads and may require a permanent magnetic field and waste line for effective recycling. Virus inactivation and removal can be achieved during low pH elution buffer equilibration and subsequent fluid handling steps, depending on the buffer composition and pH.

친화도 기반의 유체 정제 모듈은 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 농축하고 버퍼 교환하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 작동하는 적어도 하나의 접선 유동 여과 시스템을 포함할 수 있다.The affinity-based fluid purification module may include at least one tangential flow filtration system operating in a fed-batch or per-through mode to concentrate and buffer exchange fractions comprising biological products.

친화도 기반의 유체 정제 모듈은 공정 중 분석 테스트 및/또는 인라인 분석 측정 기술을 위한 인라인 샘플링 포트들을 포함할 수 있다. 또한, 인라인 분석 측정 기술(예를 들어, 유동 센서, 압력 센서, 광학 밀도 측정 장치, UV 검출기, RI 검출기)을 사용하여 공정에서 피드백 제어 메커니즘을 활성화할 수 있다.The affinity-based fluid purification module may include in-line sampling ports for in-process analytical testing and/or in-line analytical measurement techniques. In addition, in-line analytical measurement techniques (eg, flow sensors, pressure sensors, optical density measurement devices, UV detectors, RI detectors) can be used to activate feedback control mechanisms in the process.

당업계에서 일반적으로 사용되는 기존의 패킹된 컬럼 크로마토그래피 및 컬럼 전환 크로마토그래피 방법과 달리, 친화도 기반의 유체 정제 모듈은 인시츄 재생 및 재활용이 가능한 이동성 친화성 수지를 이용하여 수지를 보다 효율적으로 사용하고, 기존의 컬럼 용량 한계에 대한 우려 없이 작은 풋프린트에서 연속 처리를 가능하게 한다.Unlike the conventional packed column chromatography and column shift chromatography methods commonly used in the art, the affinity-based fluid purification module uses a mobile affinity resin that can be regenerated and recycled in situ to more efficiently process the resin. and enables continuous processing in a small footprint without the concerns of traditional column capacity limitations.

양전하 기반의 유체 정제 모듈Positive Charge Based Fluid Purification Module

본원에 제공된 바와 같이, 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 양전하 기반의 유체 정제 모듈이 기재되어 있으며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 양전하 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다. 또한, 양전하 기반의 유체 정제 모듈은 양이온성 자성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 자성 수지 비드의 표면은 특정 pH 및 이온 강도에서 전하 또는 정전기적 상호작용에 기반하여 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 회합하도록 구성된 양이온성 작용기를 포함한다.As provided herein, a positive charge based fluid purification module is described for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The positive charge based fluid purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to allow continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, , can be consistent and constant during steady state operation. The positive charge based fluid purification module also includes a suspension of cationic magnetic resin beads, wherein the surface of the magnetic resin beads selectively associates with the biological product based on charge or electrostatic interaction at a specific pH and ionic strength. It includes a cationic functional group configured to.

양전하 기반의 유체 정제 모듈은 자성 수지 비드 표면과 생물학적 생성물의 전하 또는 정전기적 회합을 허용하는 적어도 하나의 회합 평형 용기; 자성 수지 비드 표면으로부터 생물학적 생성물의 해리를 허용하는 적어도 하나의 해리 평형 용기; 적어도 하나의 자기장, 및 상기 불균질 혼합물에서 자성 수지 비드들의 유동 경로를 조작하기 위해 단방향 힘을 생성하거나 유도하도록 구성된 압전 컴포넌트 또는 유전영동 전극 중 적어도 하나, 및 생물학적 생성물에 결합된 자성 수지 비드들을 불균질 혼합물 내 작은 불순물로부터 분리하기 위한 직교류 채널을 포함하는 적어도 하나의 제1 하이브리드 직교류 유체 소자 또는 칩(예를 들어, 마이크로유체, 메조유체, 밀리유체, 매크로유체 소자 또는 칩, 또는 이들의 임의의 조합)(도 28); 적어도 하나의 자기장, 및 상기 생물학적 생성물로부터 상기 자성 수지 비드들의 유동 경로를 조작하기 위해 단방향 힘을 생성하거나 유도하도록 구성된 압전 컴포넌트 또는 유전영동 전극 중 적어도 하나, 및 상기 생물학적 생성물로부터 자성 수지 비드들을 분리하기 위한 직교류 채널을 포함하는 적어도 하나의 제2 하이브리드 직교류 유체 소자 또는 칩(예를 들어, 마이크로유체, 메조유체, 밀리유체, 매크로유체 소자 또는 칩, 또는 이들의 임의의 조합)(도 28); 적어도 2개의 버퍼 시스템들; 적어도 하나의 자성 수지 비드 재생 버퍼 시스템; 상기 자성 수지 비드들의 재활용을 가능하게 하도록 구성된 적어도 하나의 재생 평형 용기; 적어도 하나의 수집 용기; 적어도 하나의 센서 또는 검출기; 및 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.The positive charge-based fluid purification module includes at least one associative equilibrium vessel that allows charge or electrostatic association of a biological product with a surface of a magnetic resin bead; at least one dissociation equilibrium vessel allowing dissociation of the biological product from the magnetic resin bead surface; At least one magnetic field and at least one of a piezoelectric component or a dielectrophoretic electrode configured to generate or induce a unidirectional force to manipulate the flow path of the magnetic resin beads in the heterogeneous mixture, and fire the magnetic resin beads coupled to the biological product. at least one first hybrid cross-flow fluid element or chip (e.g., microfluidic, mesofluidic, millifluidic, macrofluidic element or chip, or any of these) comprising a cross-flow channel for separation from small impurities in the homogeneous mixture any combination) (FIG. 28); at least one magnetic field, and at least one of a piezoelectric component or a dielectrophoretic electrode configured to generate or induce a unidirectional force to manipulate the flow path of the magnetic resin beads from the biological product, and separating the magnetic resin beads from the biological product. at least one second hybrid cross-flow fluid element or chip (e.g., microfluidic, mesofluidic, millifluidic, macrofluidic element or chip, or any combination thereof) comprising a cross-flow channel for ; at least two buffer systems; at least one magnetic resin bead regeneration buffer system; at least one regeneration equilibration vessel configured to enable recycling of the magnetic resin beads; at least one collection vessel; at least one sensor or detector; and at least one fluid handling pump.

양전하 기반의 유체 정제 모듈을 위한 장비 설계(도 30)는 연속적인 생물학적 자성 정제를 가능하게 하며, 작은 풋프린트를 제공한다.The equipment design for the positive charge based fluid purification module (FIG. 30) enables continuous biomagnetic purification and provides a small footprint.

양전하 기반의 유체 정제 모듈의 적어도 하나의 회합 평형 용기 부피 및 교반 능력은 회합 동역학, 자성 수지 비드 농도, 및 전하 또는 정전기적 회합 용량을 가능하게 하는 입력 유속 및 처리량, 평형 시간 및 교반 속도를 고려한다. 양전하 기반의 유체 정제 모듈을 위한 회합 버퍼는 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 및 제거될 작은 불순물에 따라 달라진다. 상기 버퍼에 대한 고려사항에는 구체적으로는 표적 단클론 항체와 양전하 비드 표면 사이에 유리한 전하 또는 정전기적 상호작용을 유지하기 위해 pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 또는 유기염 및/또는 무기염의 사용이 포함된다.The association equilibrium vessel volume and agitation capacity of the at least one positive charge based fluid purification module takes into account association kinetics, magnetic resin bead concentration, and input flow rate and throughput enabling charge or electrostatic association capacity, equilibration time and agitation rate. . The association buffer for the positive charge based fluid purification module depends on the desired biological product (eg monoclonal antibody) and the small impurities to be removed. Considerations for such buffers specifically include pH, ionic strength, use of surfactants, or use of organic and/or inorganic salts to maintain favorable charge or electrostatic interactions between the target monoclonal antibody and the positively charged bead surface. included

양전하 기반의 유체 정제 모듈의 직교류 채널 크기는 용액 점도 및 자성 수지 비드 농도, 및 입력 유속 및 처리량 볼륨에 따라 달라진다. 압전 또는 음파 액추에이터(acoustic actuator)는 원하는 자성 수지 비드 편향 또는 자성 수지 비드 유동 경로의 조작, 및 압전 결정 유형을 가능하게 하는 물리적 위치와 에너지(예를 들어, 주파수)를 고려한다. 유전영동 전극은 원하는 자성 수지 비드 편향을 가능하게 하는 선택적 유형 및 디자인, 원하는 비드 편향을 가능하게 하는 전극의 수 및 간격, 원하는 비드 편향을 가능하게 하는 인가 전압, 및 전극 재료를 고려한다.The cross-flow channel size of the positive charge-based fluid purification module depends on the solution viscosity and magnetic resin bead concentration, and the input flow rate and throughput volume. Piezoelectric or acoustic actuators allow for desired magnetic resin bead deflection or manipulation of the magnetic resin bead flow path, and a physical position and energy (eg, frequency) that enables a type of piezoelectric crystal. Dielectrophoretic electrodes take into account the optional type and design that enables the desired magnetic resin bead deflection, the number and spacing of electrodes that allow the desired bead deflection, the applied voltage that allows the desired bead deflection, and the electrode material.

자기장 강도 및 전계 효과는 유속 및 자성 수지 비드 농도, 크기, 포화 자화 및 자화율, 및/또는 직교류 채널에 대한 근접성에 따라 달라진다. 구현예들에서, 상기 자기장 강도는 약 0.01 테슬라 내지 약 1 테슬라(예를 들어, 최대 약 1 테슬라) 범위이다. 자성 수지 비드 농도는 원하는 전하 또는 정전기적 회합 용량, 및 원하는 용액 점도에 따라 달라지며, 자성 수지 비드 크기는, 예를 들어, 각각 용액 점도 의존성 및 표면 전하 밀도 의존성과 같은 평형 및 전하 또는 정전기적 상호작용을 위한 적절한 유체 역학을 가능하게 하는 데 필요한 표면적 대 부피 비율에 따라 달라진다. 구현예들에서, 자성 수지 비드의 직경은 서브마이크론 내지 마이크론이다.The magnetic field strength and field effect depend on the flow rate and magnetic resin bead concentration, size, saturation magnetization and susceptibility, and/or proximity to the cross-flow channel. In embodiments, the magnetic field strength ranges from about 0.01 Tesla to about 1 Tesla (eg, up to about 1 Tesla). The magnetic resin bead concentration depends on the desired charge or electrostatic association capacity and the desired solution viscosity, and the magnetic resin bead size depends on the equilibrium and charge or electrostatic interactions, e.g., solution viscosity dependence and surface charge density dependence, respectively. It depends on the surface area to volume ratio required to enable adequate fluid dynamics for action. In embodiments, the diameter of the magnetic resin beads is submicron to micron.

양전하 기반의 유체 정제 모듈의 재료 선택은 양전하 기반의 유체 정제 모듈에서 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 견고한 안정성 및 무시할 수 있을 정도의 침출물을 위해 중요하다.Material selection of the positive charge-based fluid purification module is important for robust stability and negligible leachate to enable recycling and reuse in the positive charge-based fluid purification module.

양전하 기반의 유체 정제 모듈에 대한 양이온성 표면 선택은 중요하며, 양이온성 폴리머, 순 양전하 펩티드 또는 단백질, 및 아민 작용기를 포함할 수 있으며, 선택은 규정된 버퍼(pH 및 이온 강도) 내에서 양전하 비드 표면과 생물학적 생성물 사이의 적절한 전하 또는 정전기적 상호작용 및 회합 안정성을 달성하는 것을 기반으로 한다.The choice of cationic surfaces for positive charge based fluid purification modules is important and can include cationic polymers, net positively charged peptides or proteins, and amine functionalities, the choice being positively charged beads within a defined buffer (pH and ionic strength). It is based on achieving an appropriate charge or electrostatic interaction and association stability between the surface and the biological product.

양전하 기반의 유체 정제 모듈의 적어도 하나의 해리 평형 용기 부피 및 교반 능력은 입력 유속 및 처리량, 해리 동역학을 가능하게 하는 평형 시간, 1X 최종 버퍼 염 농도에 도달하도록 평형 시간 동안 희석을 가능하게 하는 10X의 해리 버퍼를 고려한다. 해리 버퍼는 전하의 강도, 또는 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)과 자성 수지 비드 양이온성 표면 사이의 정전기적 상호작용에 따라 달라지며, 변화에는 pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 또는 유기염 및/또는 무기염의 사용이 포함될 수 있다. 구현예들에서, 구배 해리 효과를 생성하기 위해 pH, 이온 강도, 또는 이들의 임의의 조합이 서로 다른 별개의 버퍼들을 포함하는 여러 해리 평형 용기들이 순차적으로 이용된다.The volume of the dissociation equilibrium vessel and the agitation capacity of at least one of the positive charge based fluid purification module is determined by the input flow rate and throughput, the equilibration time to enable dissociation kinetics, and the equilibration time to allow dilution during the equilibration time to reach the 1X final buffer salt concentration of 10X. Consider a dissociation buffer. The dissociation buffer depends on the strength of the charge, or the electrostatic interaction between the desired biological product (e.g., monoclonal antibody) and the cationic surface of the magnetic resin bead, changes include pH, ionic strength, use of surfactants, or the use of organic and/or inorganic salts. In embodiments, several dissociation equilibrium vessels containing separate buffers of different pH, ionic strength, or any combination thereof are used sequentially to create a gradient dissociation effect.

양전하 기반의 유체 정제 모듈의 처리량은 여러 유체 소자들 또는 칩들을 직렬 또는 병렬로 다중화함으로써 증가할 수 있다. 또한, 완전한 정제를 가능하게 하기 위해 직렬 또는 병렬로 연결된 여러 유체 소자들 또는 칩들이 필요할 수 있다. 또한, 재생 평형 용기는 자성 수지 비드들의 정확한 농도를 유지하고, 효과적인 재활용을 위해 영구 자기장과 폐기물 라인이 필요할 수 있다 바이러스 불활성화 및 제거는 버퍼 조성 및 pH에 따라 회합 또는 해리 버퍼 평형 및 후속 유체 처리 단계 동안 달성될 수 있다.The throughput of a positive charge-based fluid purification module can be increased by multiplexing several fluid elements or chips in series or parallel. Additionally, several fluidic elements or chips connected in series or parallel may be required to enable complete purification. In addition, the regeneration equilibration vessel maintains the correct concentration of magnetic resin beads, and may require a permanent magnetic field and waste line for effective recycling. Virus inactivation and removal depends on buffer composition and pH, associative or dissociative buffer equilibration and subsequent fluid handling. can be achieved during this phase.

양전하 기반의 유체 정제 모듈은 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 농축하고 버퍼 교환하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 작동하는 적어도 하나의 접선 유동 여과 시스템을 포함할 수 있다.The positive charge based fluid purification module may include at least one tangential flow filtration system operating in a fed-batch or per-through mode to concentrate and buffer exchange a fraction comprising biological products.

양전하 기반의 유체 정제 모듈은 공정 중 분석 테스트 및/또는 인라인 분석 측정 기술을 위한 인라인 샘플링 포트들을 포함할 수 있다. 또한, 인라인 분석 측정 기술(예를 들어, 유동 센서, 압력 센서, 광학 밀도 측정 장치, UV 검출기, RI 검출기)을 사용하여 공정에서 피드백 제어 메커니즘을 활성화할 수 있다.The positive charge based fluid purification module may include in-line sampling ports for in-process analytical testing and/or in-line analytical measurement techniques. In addition, in-line analytical measurement techniques (eg, flow sensors, pressure sensors, optical density measurement devices, UV detectors, RI detectors) can be used to activate feedback control mechanisms in the process.

당업계에서 일반적으로 사용되는 기존의 패킹된 컬럼 크로마토그래피 및 컬럼 전환 크로마토그래피 방법과 달리, 양전하 기반의 유체 정제 모듈은 인시츄 재생 및 재활용이 가능한 이동성 친화성 수지를 이용하여 수지를 보다 효율적으로 사용하고, 기존의 컬럼 용량 한계에 대한 우려 없이 작은 풋프린트에서 연속 처리를 가능하게 한다.Unlike the conventional packed column chromatography and column shift chromatography methods commonly used in the art, the positive charge-based fluid purification module uses a mobile affinity resin that can be regenerated and recycled in situ, enabling more efficient use of the resin. and enables continuous processing in a small footprint without the concerns of traditional column capacity limitations.

음전하 기반의 유체 정제 모듈Negative Charge Based Fluid Purification Module

본원에 제공된 바와 같이, 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 음전하 기반의 유체 정제 모듈이 기재되어 있으며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 음전하 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다. 또한, 음전하 기반의 유체 정제 모듈은 음이온성 자성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 자성 수지 비드의 표면은 특정 pH 및 이온 강도에서 전하 또는 정전기적 상호작용에 기반하여 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 회합하도록 구성된 음이온성 작용기를 포함한다.As provided herein, a negative charge based fluid purification module is described for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The negative charge based fluid purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to allow continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, , can be consistent and constant during steady state operation. In addition, the negative charge based fluid purification module includes a suspension of anionic magnetic resin beads, wherein the surface of the magnetic resin beads selectively associates with the biological product based on charge or electrostatic interaction at a specific pH and ionic strength. It includes an anionic functional group configured to.

음전하 기반의 유체 정제 모듈은 자성 수지 비드 표면과 생물학적 생성물의 전하 또는 정전기적 회합을 허용하는 적어도 하나의 회합 평형 용기; 자성 수지 비드 표면으로부터 생물학적 생성물의 해리를 허용하는 적어도 하나의 해리 평형 용기; 적어도 하나의 자기장, 및 상기 불균질 혼합물에서 자성 수지 비드들의 유동 경로를 조작하기 위해 단방향 힘을 생성하거나 유도하도록 구성된 압전 컴포넌트 또는 유전영동 전극 중 적어도 하나, 및 생물학적 생성물에 결합된 자성 수지 비드들을 불균질 혼합물 내 작은 불순물로부터 분리하기 위한 직교류 채널을 포함하는 적어도 하나의 제1 하이브리드 직교류 유체 소자 또는 칩(예를 들어, 마이크로유체, 메조유체, 밀리유체, 매크로유체 소자 또는 칩, 또는 이들의 임의의 조합)(도 28); 적어도 하나의 자기장, 및 상기 생물학적 생성물로부터 상기 자성 수지 비드들의 유동 경로를 조작하기 위해 단방향 힘을 생성하거나 유도하도록 구성된 압전 컴포넌트 또는 유전영동 전극 중 적어도 하나, 및 상기 생물학적 생성물로부터 자성 수지 비드들을 분리하기 위한 직교류 채널을 포함하는 적어도 하나의 제2 하이브리드 직교류 유체 소자 또는 칩(예를 들어, 마이크로유체, 메조유체, 밀리유체, 매크로유체 소자 또는 칩, 또는 이들의 임의의 조합)(도 28); 적어도 2개의 버퍼 시스템들; 적어도 하나의 자성 수지 비드 재생 버퍼 시스템; 상기 자성 수지 비드들의 재활용을 가능하게 하도록 구성된 적어도 하나의 재생 평형 용기; 적어도 하나의 수집 용기; 적어도 하나의 센서 또는 검출기; 및 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.The negative charge based fluid purification module includes at least one associative equilibrium vessel allowing electrical or electrostatic association of a biological product with a surface of a magnetic resin bead; at least one dissociation equilibrium vessel allowing dissociation of the biological product from the magnetic resin bead surface; At least one magnetic field and at least one of a piezoelectric component or a dielectrophoretic electrode configured to generate or induce a unidirectional force to manipulate the flow path of the magnetic resin beads in the heterogeneous mixture, and fire the magnetic resin beads coupled to the biological product. at least one first hybrid cross-flow fluid element or chip (e.g., microfluidic, mesofluidic, millifluidic, macrofluidic element or chip, or any of these) comprising a cross-flow channel for separation from small impurities in the homogeneous mixture any combination) (FIG. 28); at least one magnetic field and at least one of a piezoelectric component or a dielectrophoretic electrode configured to generate or induce a unidirectional force to manipulate the flow path of the magnetic resin beads from the biological product, and separating the magnetic resin beads from the biological product. at least one second hybrid cross-flow fluid element or chip (e.g., microfluidic, mesofluidic, millifluidic, macrofluidic element or chip, or any combination thereof) comprising a cross-flow channel for ; at least two buffer systems; at least one magnetic resin bead regeneration buffer system; at least one regeneration equilibration vessel configured to enable recycling of the magnetic resin beads; at least one collection vessel; at least one sensor or detector; and at least one fluid handling pump.

음전하 기반의 유체 정제 모듈을 위한 장비 설계(도 30)는 연속적인 생물학적 자성 정제를 가능하게 하며, 작은 풋프린트를 제공한다.The equipment design for the negative charge based fluid purification module (FIG. 30) enables continuous biomagnetic purification and provides a small footprint.

음전하 기반의 유체 정제 모듈의 적어도 하나의 회합 평형 용기 부피 및 교반 능력은 회합 동역학, 자성 수지 비드 농도, 및 전하 또는 정전기적 회합 용량을 가능하게 하는 입력 유속 및 처리량, 평형 시간, 및 교반 속도를 고려한다. 음전하 기반의 유체 정제 모듈을 위한 버퍼는 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 및 제거될 작은 불순물에 따라 달라진다. 상기 버퍼에 대한 고려사항에는 구체적으로는 표적 단클론 항체와 음전하 비드 표면 사이에 유리한 전하 또는 정전기적 상호작용을 유지하기 위해 pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 또는 유기염 및/또는 무기염의 사용이 포함된다.The association equilibrium vessel volume and agitation capacity of at least one of the negative charge-based fluid purification module takes into account association kinetics, magnetic resin bead concentration, and input flow rate and throughput enabling charge or electrostatic association capacity, equilibration time, and agitation rate. do. Buffers for negative charge based fluid purification modules depend on the desired biological product (eg monoclonal antibody) and the small impurities to be removed. Considerations for such buffers specifically include pH, ionic strength, use of surfactants, or use of organic and/or inorganic salts to maintain a favorable charge or electrostatic interaction between the target monoclonal antibody and the negatively charged bead surface. included

음전하 기반의 유체 정제 모듈의 직교류 채널 크기는 용액 점도 및 자성 수지 비드 농도, 및 입력 유속 및 처리량 볼륨에 따라 달라진다. 압전 또는 음파 액추에이터(acoustic actuator)는 원하는 자성 수지 비드 편향 또는 자성 수지 비드 유동 경로의 조작, 및 압전 결정 유형을 가능하게 하는 물리적 위치와 에너지(예를 들어, 주파수)를 고려한다. 유전영동 전극은 원하는 자성 수지 비드 편향을 가능하게 하는 선택적 유형 및 디자인, 원하는 비드 편향을 가능하게 하는 전극의 수 및 간격, 원하는 비드 편향을 가능하게 하는 인가 전압, 및 전극 재료를 고려한다.The cross-flow channel size of the negative charge-based fluid purification module depends on the solution viscosity and magnetic resin bead concentration, and the input flow rate and throughput volume. Piezoelectric or acoustic actuators allow for desired magnetic resin bead deflection or manipulation of the magnetic resin bead flow path, and a physical position and energy (eg, frequency) that enables a type of piezoelectric crystal. Dielectrophoretic electrodes take into account the optional type and design that enables the desired magnetic resin bead deflection, the number and spacing of electrodes that allow the desired bead deflection, the applied voltage that allows the desired bead deflection, and the electrode material.

자기장 강도 및 전계 효과는 유속 및 자성 수지 비드 농도, 크기, 포화 자화 및 자화율, 및/또는 직교류 채널에 대한 근접성에 따라 달라진다. 구현예들에서, 상기 자기장 강도는 약 0.01 테슬라 내지 약 1 테슬라(예를 들어, 최대 약 1 테슬라) 범위이다. 자성 수지 비드 농도는 원하는 전하 또는 정전기적 회합 용량, 및 원하는 용액 점도에 따라 달라지며, 자성 수지 비드 크기는, 예를 들어, 각각 용액 점도 의존성 및 표면 전하 밀도 의존성과 같은 평형 및 전하 또는 정전기적 상호작용을 위한 적절한 유체 역학을 가능하게 하는 데 필요한 표면적 대 부피 비율에 따라 달라진다. 구현예들에서, 자성 수지 비드의 직경은 서브마이크론 내지 마이크론이다.The magnetic field strength and field effect depend on the flow rate and magnetic resin bead concentration, size, saturation magnetization and susceptibility, and/or proximity to the cross-flow channel. In embodiments, the magnetic field strength ranges from about 0.01 Tesla to about 1 Tesla (eg, up to about 1 Tesla). The magnetic resin bead concentration depends on the desired charge or electrostatic association capacity and the desired solution viscosity, and the magnetic resin bead size depends on the equilibrium and charge or electrostatic interactions, e.g., solution viscosity dependence and surface charge density dependence, respectively. It depends on the surface area to volume ratio required to enable adequate fluid dynamics for action. In embodiments, the diameter of the magnetic resin beads is submicron to micron.

음전하 기반의 유체 정제 모듈의 재료 선택은 음전하 기반의 유체 정제 모듈에서 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 견고한 안정성 및 무시할 수 있을 정도의 침출물을 위해 중요하다.Material selection of the negative charge-based fluid purification module is important for robust stability and negligible leachate to enable recycling and reuse in the negative charge-based fluid purification module.

음전하 기반의 유체 정제 모듈을 위한 음이온성 표면 선택은 중요하며, 음이온성 폴리머, 순 음전하 펩티드 또는 단백질, 및 카복실 작용기를 포함할 수 있으며, 선택은 규정된 버퍼(pH 및 이온 강도) 내에서 음전하 비드 표면과 생물학적 생성물 사이의 적절한 전하 또는 정전기적 상호작용 및 회합 안정성을 달성하는 것을 기반으로 한다.The selection of anionic surfaces for negative charge-based fluid purification modules is important and can include anionic polymers, net negatively charged peptides or proteins, and carboxyl functional groups, the choice being negatively charged beads in a defined buffer (pH and ionic strength). It is based on achieving an appropriate charge or electrostatic interaction and association stability between the surface and the biological product.

음전하 기반의 유체 정제 모듈의 적어도 하나의 해리 평형 용기 부피 및 교반 능력은 입력 유속 및 처리량, 해리 동역학을 가능하게 하는 평형 시간, 1X 최종 버퍼 염 농도에 도달하도록 평형 시간 동안 희석을 가능하게 하는 10X의 해리 버퍼를 고려한다. 해리 버퍼는 전하의 강도, 또는 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)과 자성 수지 비드 음이온성 표면 사이의 정전기적 상호작용에 따라 달라지며, 변화에는 pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 또는 유기염 및/또는 무기염의 사용이 포함될 수 있다. 구현예들에서, 구배 해리 효과를 생성하기 위해 pH, 이온 강도, 또는 이들의 임의의 조합이 서로 다른 별개의 버퍼들을 포함하는 여러 해리 평형 용기들이 순차적으로 이용된다.The volume of the dissociation equilibrium vessel and the agitation capacity of at least one of the negative charge based fluid purification module is determined by the input flow rate and throughput, the equilibration time to enable dissociation kinetics, and the equilibration time to allow dilution during the equilibration time to reach the 1X final buffer salt concentration of 10X. Consider a dissociation buffer. The dissociation buffer depends on the strength of the charge, or the electrostatic interaction between the desired biological product (e.g., monoclonal antibody) and the anionic surface of the magnetic resin bead, which changes include pH, ionic strength, use of surfactants, or the use of organic and/or inorganic salts. In embodiments, several dissociation equilibrium vessels containing separate buffers of different pH, ionic strength, or any combination thereof are used sequentially to create a gradient dissociation effect.

음전하 기반의 유체 정제 모듈의 처리량은 여러 유체 소자들 또는 칩들을 직렬 또는 병렬로 다중화함으로써 증가할 수 있다. 또한, 완전한 정제를 가능하게 하기 위해 직렬 또는 병렬로 연결된 여러 유체 소자들 또는 칩들이 필요할 수 있다. 또한, 재생 평형 용기는 자성 수지 비드들의 정확한 농도를 유지하고, 효과적인 재활용을 위해 영구 자기장과 폐기물 라인이 필요할 수 있다 바이러스 불활성화 및 제거는 버퍼 조성 및 pH에 따라 회합 또는 해리 버퍼 평형 및 후속 유체 처리 단계 동안 달성될 수 있다.The throughput of the negative charge based fluid purification module can be increased by multiplexing several fluid elements or chips in series or parallel. Additionally, several fluidic elements or chips connected in series or parallel may be required to enable complete purification. In addition, the regeneration equilibration vessel maintains the correct concentration of magnetic resin beads, and may require a permanent magnetic field and waste line for effective recycling. Virus inactivation and removal depends on buffer composition and pH, associative or dissociative buffer equilibration and subsequent fluid handling. can be achieved during this phase.

음전하 기반의 유체 정제 모듈은 생물학적 생성물을 포함하는 분획을 농축하고 버퍼 교환하기 위해 유가식 또는 관류 모드에서 작동하는 적어도 하나의 접선 유동 여과 시스템을 포함할 수 있다.The negative charge based fluid purification module may include at least one tangential flow filtration system operating in a fed-batch or per-through mode to concentrate and buffer exchange a fraction comprising biological products.

음전하 기반의 유체 정제 모듈은 공정 중 분석 테스트 및/또는 인라인 분석 측정 기술을 위한 인라인 샘플링 포트들을 포함할 수 있다. 또한, 인라인 분석 측정 기술(예를 들어, 유동 센서, 압력 센서, 광학 밀도 측정 장치, UV 검출기, RI 검출기)을 사용하여 공정에서 피드백 제어 메커니즘을 활성화할 수 있다.The negative charge based fluid purification module may include in-line sampling ports for in-process analytical testing and/or in-line analytical measurement techniques. In addition, in-line analytical measurement techniques (eg, flow sensors, pressure sensors, optical density measurement devices, UV detectors, RI detectors) can be used to activate feedback control mechanisms in the process.

당업계에서 일반적으로 사용되는 기존의 패킹된 컬럼 크로마토그래피 및 컬럼 전환 크로마토그래피 방법과 달리, 음전하 기반의 자성 정제 모듈은 인시츄 재생 및 재활용이 가능한 이동성 친화성 수지를 이용하여 수지를 보다 효율적으로 사용하고, 기존의 컬럼 용량 한계에 대한 우려 없이 작은 풋프린트에서 연속 처리를 가능하게 한다.Unlike the conventional packed column chromatography and column switching chromatography methods commonly used in the art, the negative charge-based magnetic purification module uses a mobile affinity resin that can be regenerated and recycled in situ and uses the resin more efficiently. and enables continuous processing in a small footprint without the concerns of traditional column capacity limitations.

친화도 기반 TFF 정제 모듈Affinity-based TFF purification module

본원에 제공된 바와 같이, 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 친화도 기반 TFF 정제 모듈이 기재되어 있으며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 친화도 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정하다. 또한, 친화도 기반 TFF 정제 모듈은 친화성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 수지 비드의 표면은, 제한하려는 의도 없이, 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 결합하도록 구성된 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 항원 단백질, 단백질, 수용체, 항체, 또는 압타머에 연결되어 있다.As provided herein, an affinity-based TFF purification module is described for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The affinity-based TFF purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to permit continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is maintained during steady state operation. consistent and consistent The affinity-based TFF purification module also includes a suspension of affinity resin beads, wherein the surface of the resin beads is, without limitation, configured to bind selectively to the biological product: protein A, protein G, protein L, It is linked to an antigenic protein, protein, receptor, antibody, or aptamer.

친화도 기반 TFF 정제 모듈은 수지 비드 표면에 대한 생물학적 생성물의 결합을 허용하는 적어도 하나의 평형 용기, 및 상기 생물학적 생성물에 결합된 수지 비드들을 불균질 혼합물 내 작은 불순물로부터 분리하기 위한 중공 섬유 멤브레인 필터를 포함하는 적어도 하나의 제1 접선 유동 여과 시스템; 수지 비드 표면으로부터 생물학적 생성물의 탈결합을 가능하게 하는 적어도 하나의 낮은 pH 평형 용기, 및 상기 결합되지 않은 생물학적 생성물로부터 수지 비드들을 분리하기 위한 중공 섬유 멤브레인 필터를 포함하는 적어도 하나의 제2 접선 유동 여과 시스템; 적어도 하나의 재생 평형 용기, 및 수지 비드들을 농축 및 버퍼 교환하여 이들의 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 중공 섬유 멤브레인 필터를 포함하는 적어도 하나의 제3 접선 유동 여과 시스템; 적어도 하나의 수집 용기, 및 생물학적 생성물의 농축 및 버퍼 교환을 가능하게 하는 적어도 하나의 제4 접선 유동 여과 시스템; 적어도 2개의 버퍼 시스템들; 적어도 하나의 수지 비드 재활용 버퍼 시스템; 적어도 하나의 센서 또는 검출기; 및 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.The affinity-based TFF purification module comprises at least one equilibration vessel allowing binding of a biological product to the resin bead surface, and a hollow fiber membrane filter for separating the resin beads bound to the biological product from minor impurities in the heterogeneous mixture. at least one first tangential flow filtration system comprising; at least one second tangential flow filtration comprising at least one low pH equilibrated vessel enabling debinding of the biological product from the resin bead surface, and a hollow fiber membrane filter for separating the resin beads from the unbound biological product. system; at least one third tangential flow filtration system comprising at least one regeneration equilibrium vessel and a hollow fiber membrane filter for concentrating and buffer exchanging the resin beads to allow for their recycling and reuse; at least one collection vessel and at least one fourth tangential flow filtration system enabling concentration and buffer exchange of the biological product; at least two buffer systems; at least one resin bead recycling buffer system; at least one sensor or detector; and at least one fluid handling pump.

친화도 기반 TFF 정제 모듈을 위한 장비 설계(도 31)는 연속적인 생물학적 정제를 가능하게 하며, 작은 풋프린트를 제공한다.The equipment design for the affinity-based TFF purification module (FIG. 31) enables continuous biological purification and provides a small footprint.

친화도 기반 TFF 정제 모듈의 적어도 하나의 평형 용기 부피 및 교반 능력은 결합 동역학, 수지 비드 농도, 및 결합 능력을 가능하게 하는 입력 유속 및 처리량, 평형 시간, 및 교반 속도를 고려한다. 친화도 기반 TFF 정제 모듈을 위한 평형 버퍼는 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 및 제거될 작은 불순물에 따라 달라진다. 상기 버퍼에 대한 고려사항에는 pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 또는 유기염 및/또는 무기염의 사용이 포함된다.The equilibrium vessel volume and agitation capacity of the at least one affinity-based TFF purification module takes into account binding kinetics, resin bead concentration, and input flow rate and throughput enabling the binding capacity, equilibration time, and agitation rate. Equilibration buffers for affinity-based TFF purification modules depend on the desired biological product (eg, monoclonal antibody) and the minor impurities to be removed. Considerations for the buffer include pH, ionic strength, use of surfactants, or use of organic and/or inorganic salts.

친화도 기반 TFF 정제 모듈의 중공 섬유 멤브레인 필터 길이 및 표면적은 용액 점도, 작은 불순물 및 수지 비드 농도, 및 입력 유속 및 처리량 볼륨에 따라 달라진다. 중공 섬유 멤브레인 소재는 PES, mPES, 또는 MCE를 포함하지만. 이에 제한되지 않는 저단백질 결합 소재로부터 선택된다. 중공 섬유 멤브레인의 기공 크기는 약 10kDa 내지 약 1μm 범위에서 선택된다. 중공 섬유 멤브레인의 내부 직경은 약 0.5mm 내지 약 5mm 범위에서 선택된다.The hollow fiber membrane filter length and surface area of the affinity-based TFF purification module depend on solution viscosity, small impurity and resin bead concentrations, and input flow rate and throughput volume. Although hollow fiber membrane materials include PES, mPES, or MCE. It is selected from low protein binding materials that are not limited thereto. The pore size of the hollow fiber membrane is selected from the range of about 10 kDa to about 1 μm. The inner diameter of the hollow fiber membrane is selected from the range of about 0.5 mm to about 5 mm.

수지 비드의 농도는 원하는 결합 능력, 및 원하는 용액 점도에 따라 달라지며, 수지 비드의 크기는, 예를 들어, 각각 용액 점도 의존성 및 표면 리간드 밀도 의존성과 같은 평형 및 친화성 상호작용을 위한 적절한 유체 역학을 가능하게 하는 표면적 대 부피 비율에 따라 달라진다. 구현예들에서, 수지 비드의 직경은 마이크론이다.The concentration of the resin beads depends on the desired binding capacity, and the desired solution viscosity, and the size of the resin beads, for example, the solution viscosity dependence and the surface ligand density dependence, respectively, for the equilibrium and the appropriate hydrodynamics for the affinity interaction. depends on the surface area to volume ratio that enables In embodiments, the diameter of the resin bead is microns.

친화도 기반 TFF 정제 모듈의 수지 비드 선택은 친화도 기반 정제 모듈의 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 견고한 안정성 및 무시할 수 있을 정도의 침출물을 위해 중요하다.Resin bead selection for affinity-based TFF purification modules is important for robust stability and negligible leachables to enable recycling and reuse of affinity-based purification modules.

친화도 기반 TFF 정제 모듈의 적어도 하나의 낮은 pH 평형 용기 부피 및 교반 능력은 입력 유속 및 처리량, 탈결합 동역학을 가능하게 하는 평형 시간, 및 낮은 pH 용출 버퍼, 예를 들어, 1X 최종 버퍼 염 농도에 도달하도록 평형 시간 동안 희석을 가능하게 하는 10X의 낮은 pH 용출 버퍼를 고려한다. 낮은 pH 용출 버퍼는 수지 비드 표면 리간드에 대한 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)의 결합 친화도에 따라 달라지며, 변화에는 pH, 이온 강도, 또는 유기염 및/또는 무기염의 사용이 포함될 수 있다.The agitation capacity and volume of the at least one low pH equilibration vessel of the affinity-based TFF purification module depends on the input flow rate and throughput, the equilibration time to enable debinding kinetics, and the low pH elution buffer, e.g., 1X final buffer salt concentration. Consider a 10X low pH elution buffer to allow dilution during the equilibration time to reach. Low pH elution buffers depend on the binding affinity of the desired biological product (e.g., monoclonal antibody) to the resin bead surface ligand, and changes may include pH, ionic strength, or the use of organic and/or inorganic salts. can

친화도 기반 TFF 정제 모듈의 적어도 하나의 재생 평형 용기는, 수지 비드들의 농축 및 버퍼 교환을 허용하여 수지 비드들을 이들의 초기 상태로 되돌려 수지 비드들의 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 적어도 하나의 제3 접선 유동 여과 시스템과 함께 사용된다.At least one regeneration equilibration vessel of the affinity-based TFF purification module includes at least one third tangent to allow concentration and buffer exchange of the resin beads to return the resin beads to their initial state to enable recycling and reuse of the resin beads. Used with flow filtration systems.

친화도 기반 TFF 정제 모듈의 적어도 하나의 수집 용기는, 생물학적 생성물을 포함하는 분획의 농축 및 버퍼 교환을 가능하게 하는 적어도 하나의 제4 접선 유동 여과 시스템과 함께 사용된다.At least one collection vessel of the affinity-based TFF purification module is used with at least one fourth tangential flow filtration system enabling concentration and buffer exchange of fractions comprising biological products.

구현예들에서, 친화도 기반 TFF 정제 모듈의 적어도 하나의 평형 용기, 적어도 하나의 낮은 pH 평형 용기, 및 적어도 하나의 재생 평형 용기는 평행 유동 경로에서 적어도 하나의 추가 용기를 통해 여액의 연속적인 유동을 유지하면서 적절한 버퍼들을 사용하여 수지 비드들의 정제 및 재생을 가능하게 하기 위해 상응하는 접선 유동 여과 시스템들 사이에서 전환되는 단일 용기를 포함할 수 있다.In embodiments, the at least one equilibration vessel, the at least one low pH equilibration vessel, and the at least one regeneration equilibration vessel of an affinity-based TFF purification module provide continuous flow of filtrate through at least one additional vessel in a parallel flow path. It can include a single vessel that is switched between corresponding tangential flow filtration systems to enable purification and regeneration of the resin beads using appropriate buffers while maintaining

구현예들에서, 수지 비드들의 재생은 적어도 하나의 낮은 pH 평형 용기, 및 정제, 농축 및 버퍼 교환을 가능하게 하기 위해 낮은 pH 용출 버퍼 및 재생 버퍼 둘 모두를 포함하도록 구성된 친화도 기반 TFF 정제 모듈의 적어도 하나의 제2 접선 유동 여과 시스템을 사용하여 별도의 재생 평형 용기 및 상응하는 접선 유동 여과 시스템을 필요로 하지 않고 수지 비드들을 재생함으로써 달성될 수 있다.In embodiments, regeneration of the resin beads comprises at least one low pH equilibrating vessel and an affinity-based TFF purification module configured to include both a low pH elution buffer and a regeneration buffer to enable purification, concentration and buffer exchange. This can be achieved by using at least one second tangential flow filtration system to regenerate the resin beads without the need for a separate regeneration equilibration vessel and corresponding tangential flow filtration system.

바이러스 불활성화 및/또는 제거는 버퍼 조성 및 pH에 따라 낮은 pH 용출 버퍼 평형 및 후속 유체 처리 단계 동안 달성될 수 있다.Virus inactivation and/or removal can be achieved during low pH elution buffer equilibration and subsequent fluid handling steps, depending on the buffer composition and pH.

친화도 기반 TFF 정제 모듈은 공정 중 분석 테스트 및/또는 인라인 분석 측정 기술을 위한 인라인 샘플링 포트들을 포함할 수 있다. 또한, 인라인 분석 측정 기술(예를 들어, 유동 센서, 압력 센서, 광학 밀도 측정 장치, UV 검출기, RI 검출기)을 사용하여 공정에서 피드백 제어 메커니즘을 활성화할 수 있다.The affinity-based TFF purification module may include in-line sampling ports for in-process analytical testing and/or in-line analytical measurement techniques. In addition, in-line analytical measurement techniques (eg, flow sensors, pressure sensors, optical density measurement devices, UV detectors, RI detectors) can be used to activate feedback control mechanisms in the process.

당업계에서 일반적으로 사용되는 기존의 패킹된 컬럼 크로마토그래피 및 컬럼 전환 크로마토그래피 방법과 달리, 친화도 기반 TFF 정제 모듈은 인시츄 재생 및 재활용이 가능한 이동성 친화성 수지를 이용하여 수지를 보다 효율적으로 사용하고, 기존의 컬럼 용량 한계에 대한 우려 없이 작은 풋프린트에서 연속 처리를 가능하게 한다.Unlike the conventional packed column chromatography and column shift chromatography methods commonly used in the art, the affinity-based TFF purification module uses a mobile affinity resin that can be regenerated and recycled in situ, making resin more efficient. and enables continuous processing in a small footprint without the concerns of traditional column capacity limitations.

양전하 기반 TFF 정제 모듈Positive charge-based TFF purification module

본원에 제공된 바와 같이, 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 양전하 기반 TFF 정제 모듈이 기재되어 있으며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 양전하 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정하다. 또한, 양전하 기반 TFF 정제 모듈은 양이온성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 수지 비드의 표면은 특정 pH 및 이온 강도에서 전하 또는 정전기적 상호작용에 기반하여 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 회합하도록 구성된 양이온성 작용기를 포함한다.As provided herein, a positive charge based TFF purification module is described for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The positive charge-based TFF purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to permit continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is consistent during steady state operation. and become constant The positive charge based TFF purification module also includes a suspension of cationic resin beads, wherein the surface of the resin beads is configured to selectively associate with the biological product based on charge or electrostatic interaction at a specific pH and ionic strength. contains sexual functional groups.

양전하 기반 TFF 정제 모듈은 수지 비드 표면과 생물학적 생성물의 전하 또는 정전기적 회합을 가능하게 하는 적어도 하나의 회합 평형 용기, 및 생물학적 생성물과 회합된 수지 비드들을 불균질 혼합물 내 작은 불순물로부터 분리하기 위한 중공 섬유 멤브레인 필터를 포함하는 적어도 하나의 제1 접선 유동 여과 시스템; 수지 비드 표면으로부터 생물학적 생성물의 해리를 가능하게 하는 적어도 하나의 해리 평형 용기, 및 상기 해리된 생물학적 생성물로부터 수지 비드들을 분리하기 위한 중공 섬유 멤브레인 필터를 포함하는 적어도 하나의 제2 접선 유동 여과 시스템; 적어도 하나의 재생 평형 용기, 및 수지 비드들을 농축 및 버퍼 교환하여 이들의 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 중공 섬유 멤브레인 필터를 포함하는 적어도 하나의 제3 접선 유동 여과 시스템; 적어도 하나의 수집 용기, 및 생물학적 생성물의 농축 및 버퍼 교환을 가능하게 하는 적어도 하나의 제4 접선 유동 여과 시스템; 적어도 2개의 버퍼 시스템들; 적어도 하나의 수지 비드 재활용 버퍼 시스템; 적어도 하나의 센서 또는 검출기; 및 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.The positive charge based TFF purification module includes at least one association equilibrium vessel enabling charge or electrostatic association of the biological product with the surface of the resin beads, and hollow fibers for separating the resin beads associated with the biological product from small impurities in the heterogeneous mixture. at least one first tangential flow filtration system comprising a membrane filter; at least one second tangential flow filtration system comprising at least one dissociation equilibrium vessel enabling dissociation of the biological product from the resin bead surface, and a hollow fiber membrane filter for separating the resin beads from the dissociated biological product; at least one third tangential flow filtration system comprising at least one regeneration equilibrium vessel and a hollow fiber membrane filter for concentrating and buffer exchanging the resin beads to allow for their recycling and reuse; at least one collection vessel and at least one fourth tangential flow filtration system enabling concentration and buffer exchange of the biological product; at least two buffer systems; at least one resin bead recycling buffer system; at least one sensor or detector; and at least one fluid handling pump.

양전하 기반 TFF 정제 모듈을 위한 장비 설계(도 32)는 연속적인 생물학적 정제를 가능하게 하며, 작은 풋프린트를 제공한다.The equipment design for the positive charge-based TFF purification module (FIG. 32) enables continuous biological purification and provides a small footprint.

양전하 기반 TFF 정제 모듈의 적어도 하나의 회합 평형 용기 부피 및 교반 능력은 회합 동역학, 수지 비드 농도, 및 전하 또는 정전기적 회합 용량을 가능하게 하는 입력 유속 및 처리량, 평형 시간, 및 교반 속도를 고려한다. 양전하 기반 TFF 정제 모듈을 위한 회합 버퍼는 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 및 제거될 작은 불순물에 따라 달라진다. 상기 버퍼에 대한 고려사항에는 구체적으로는 표적 단클론 항체와 양전하 비드 표면 사이에 유리한 전하 또는 정전기적 상호작용을 유지하기 위해 pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 또는 유기염 및/또는 무기염의 사용이 포함된다.The association equilibrium vessel volume and agitation capacity of the at least one positive charge-based TFF purification module takes into account association kinetics, resin bead concentration, and input flow rate and throughput enabling charge or electrostatic association capacity, equilibration time, and agitation rate. The association buffer for the positive charge based TFF purification module depends on the desired biological product (eg monoclonal antibody) and the small impurities to be removed. Considerations for such buffers specifically include pH, ionic strength, use of surfactants, or use of organic and/or inorganic salts to maintain favorable charge or electrostatic interactions between the target monoclonal antibody and the positively charged bead surface. included

양전하 기반 TFF 정제 모듈의 중공 섬유 멤브레인 필터 길이 및 표면적은 용액 점도, 작은 불순물 및 수지 비드 농도, 및 입력 유속 및 처리량 볼륨에 따라 달라진다. 중공 섬유 멤브레인 소재는 PES, mPES, 또는 MCE를 포함하지만. 이에 제한되지 않는 저단백질 결합 소재로부터 선택된다. 중공 섬유 멤브레인의 기공 크기는 약 10kDa 내지 약 1μm 범위에서 선택된다. 중공 섬유 멤브레인의 내부 직경은 약 0.5mm 내지 약 5mm 범위에서 선택된다.The hollow fiber membrane filter length and surface area of the positive charge-based TFF purification module depend on solution viscosity, small impurity and resin bead concentrations, and input flow rate and throughput volume. Although hollow fiber membrane materials include PES, mPES, or MCE. It is selected from low protein binding materials that are not limited thereto. The pore size of the hollow fiber membrane is selected from the range of about 10 kDa to about 1 μm. The inner diameter of the hollow fiber membrane is selected from the range of about 0.5 mm to about 5 mm.

양전하 기반 TFF 정제 모듈의 수지 비드 선택은 양전하 기반 TFF 정제 모듈에서 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 견고한 안정성 및 무시할 수 있을 정도의 침출물을 위해 중요하다.Resin bead selection for positive charge-based TFF purification modules is important for robust stability and negligible leachate to enable recycling and reuse in positive charge-based TFF purification modules.

양전하 기반 TFF 정제 모듈을 위한 양이온성 표면 선택은 중요하며, 양이온성 폴리머, 순 양전하 펩티드 또는 단백질, 및 아민 작용기를 포함할 수 있으며, 선택은 규정된 버퍼(pH 및 이온 강도) 내에서 양전하 비드 표면과 생물학적 생성물 사이의 적절한 전하 또는 정전기적 상호작용 및 회합 안정성을 달성하는 것을 기반으로 한다.The choice of cationic surfaces for positive charge-based TFF purification modules is important and can include cationic polymers, net positively charged peptides or proteins, and amine functional groups, the choice being positively charged bead surfaces within a defined buffer (pH and ionic strength). It is based on achieving the appropriate charge or electrostatic interaction and association stability between the biological product and the biological product.

양전하 기반 TFF 정제 모듈의 적어도 하나의 해리 평형 용기 부피 및 교반 능력은 입력 유속 및 처리량, 해리 동역학을 가능하게 하는 평형 시간, 및 해리 버퍼, 예를 들어, 1X 최종 버퍼 염 농도에 도달하도록 평형 시간 동안 희석을 가능하게 하는 10X의 해리 버퍼를 고려한다. 해리 버퍼는 전하의 강도, 또는 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)과 수지 비드 양이온성 표면 사이의 정전기적 상호작용에 따라 달라지며, 변화에는 pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 또는 유기염 및/또는 무기염의 사용이 포함될 수 있다. 일부 측면에서, 예를 들어, pH 구배 또는 이온 강도 구배와 같은 구배 해리를 달성하기 위해 다수의 해리 평형 용기들이 다수의 접선 유동 여과 시스템들과 함께 이용된다.The volume and agitation capacity of at least one dissociation equilibrium vessel of the positive charge-based TFF purification module is determined by the input flow rate and throughput, the equilibration time to enable dissociation kinetics, and the equilibration time to reach the dissociation buffer, e.g., 1X final buffer salt concentration. Consider a dissociation buffer of 10X to allow for dilution. The dissociation buffer depends on the strength of the charge, or electrostatic interaction between the desired biological product (e.g., monoclonal antibody) and the resin bead cationic surface, which changes include pH, ionic strength, use of surfactants, or The use of organic and/or inorganic salts may be included. In some aspects, multiple dissociation equilibrium vessels are used with multiple tangential flow filtration systems to achieve gradient dissociation, such as, for example, a pH gradient or an ionic strength gradient.

양전하 기반 TFF 정제 모듈의 적어도 하나의 재생 평형 용기는, 수지 비드들의 농축 및 버퍼 교환을 허용하여 수지 비드들을 이들의 초기 상태로 되돌려 수지 비드들의 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 적어도 하나의 제3 접선 유동 여과 시스템과 함께 사용된다.At least one regeneration equilibrium vessel of the positive charge-based TFF purification module includes at least one third tangential flow that allows concentration and buffer exchange of the resin beads to return the resin beads to their initial state to enable recycling and reuse of the resin beads. Used with filtration systems.

양전하 기반 TFF 정제 모듈의 적어도 하나의 수집 용기는, 생물학적 생성물을 포함하는 분획의 농축 및 버퍼 교환을 가능하게 하는 적어도 하나의 제4 접선 유동 여과 시스템과 함께 사용된다.The at least one collection vessel of the positive charge based TFF purification module is used with at least one fourth tangential flow filtration system enabling concentration and buffer exchange of the fraction comprising biological products.

구현예들에서, 양전하 기반 TFF 정제 모듈의 적어도 하나의 회합 평형 용기, 적어도 하나의 해리 평형 용기, 및 적어도 하나의 재생 평형 용기는 평행 유동 경로에서 적어도 하나의 추가 용기를 통해 여액의 연속적인 유동을 유지하면서 적절한 버퍼들을 사용하여 수지 비드들의 정제 및 재생을 가능하게 하기 위해 상응하는 접선 유동 여과 시스템들 사이에서 전환되는 단일 용기를 포함할 수 있다.In embodiments, the at least one association equilibrium vessel, the at least one dissociation equilibrium vessel, and the at least one regeneration equilibrium vessel of the positive charge-based TFF purification module provide a continuous flow of filtrate through at least one additional vessel in a parallel flow path. It may include a single vessel that is switched between corresponding tangential flow filtration systems to enable purification and regeneration of the resin beads using appropriate buffers while maintaining the same.

구현예들에서, 수지 비드들의 재생은 정제, 농축 및 버퍼 교환을 가능하게 하기 위해 낮은 pH 용출 버퍼 및 재생 버퍼 둘 모두를 포함하도록 구성된 양전하 기반 TFF 정제 모듈의 적어도 하나의 제2 접선 유동 여과 시스템, 및 적어도 하나의 해리 평형 용기만을 사용하여 별도의 재생 평형 용기 및 상응하는 접선 유동 여과 시스템을 필요로 하지 않고 수지 비드들을 재생함으로써 달성될 수 있다.In embodiments, the regeneration of the resin beads comprises at least one second tangential flow filtration system of a positive charge based TFF purification module configured to include both a low pH elution buffer and a regeneration buffer to enable purification, concentration and buffer exchange; and by using only at least one dissociation equilibrium vessel to regenerate the resin beads without the need for a separate regeneration equilibrium vessel and corresponding tangential flow filtration system.

바이러스 불활성화 및/또는 제거는 버퍼 조성 및 pH에 따라 회합 또는 해리 버퍼 평형 및 후속 유체 처리 단계 동안 달성될 수 있다.Virus inactivation and/or removal may be achieved during association or dissociation buffer equilibration and subsequent fluid handling steps, depending on the buffer composition and pH.

양전하 기반 TFF 정제 모듈은 공정 중 분석 테스트 및/또는 인라인 분석 측정 기술을 위한 인라인 샘플링 포트들을 포함할 수 있다. 또한, 인라인 분석 측정 기술(예를 들어, 유동 센서, 압력 센서, 광학 밀도 측정 장치, UV 검출기, RI 검출기)을 사용하여 공정에서 피드백 제어 메커니즘을 활성화할 수 있다.The positive charge-based TFF purification module may include in-line sampling ports for in-process analytical testing and/or in-line analytical measurement techniques. In addition, in-line analytical measurement techniques (eg, flow sensors, pressure sensors, optical density measurement devices, UV detectors, RI detectors) can be used to activate feedback control mechanisms in the process.

당업계에서 일반적으로 사용되는 기존의 패킹된 컬럼 크로마토그래피 및 컬럼 전환 크로마토그래피 방법과 달리, 양전하 기반 TFF 정제 모듈은 인시츄 재생 및 재활용이 가능한 이동성 친화성 수지를 이용하여 수지를 보다 효율적으로 사용하고, 기존의 컬럼 용량 한계에 대한 우려 없이 작은 풋프린트에서 연속 처리를 가능하게 한다.Unlike the conventional packed column chromatography and column shift chromatography methods commonly used in the art, the positive charge-based TFF purification module uses a mobile affinity resin that can be regenerated and recycled in situ, enabling more efficient use of the resin. , enabling continuous processing in a small footprint without the concerns of traditional column capacity limitations.

음전하 기반 TFF 정제 모듈Negative charge-based TFF purification module

본원에 제공된 바와 같이, 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 음전하 기반 TFF 정제 모듈이 기재되어 있으며, 이때 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있다. 음전하 기반 TFF 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정하다. 또한, 음전하 기반 TFF 정제 모듈은 음이온성 수지 비드들의 현탁액을 포함하며, 이때 상기 수지 비드의 표면은 특정 pH 및 이온 강도에서 전하 또는 정전기적 상호작용에 기반하여 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 회합하도록 구성된 음이온성 작용기를 포함한다.As provided herein, negative charge based TFF purification modules are described for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product. The negative charge based TFF purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to permit continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is consistent during steady state operation. and become constant The negative charge based TFF purification module also includes a suspension of anionic resin beads, wherein the surface of the resin beads is an anion configured to selectively associate with the biological product based on charge or electrostatic interaction at a specific pH and ionic strength. contains sexual functional groups.

음전하 기반 TFF 정제 모듈은 수지 비드 표면과 생물학적 생성물의 전하 또는 정전기적 회합을 가능하게 하는 적어도 하나의 회합 평형 용기, 및 생물학적 생성물과 회합된 수지 비드들을 불균질 혼합물 내 작은 불순물로부터 분리하기 위한 중공 섬유 멤브레인 필터를 포함하는 적어도 하나의 제1 접선 유동 여과 시스템; 수지 비드 표면으로부터 생물학적 생성물의 해리를 가능하게 하는 적어도 하나의 해리 평형 용기, 및 상기 해리된 생물학적 생성물로부터 수지 비드들을 분리하기 위한 중공 섬유 멤브레인 필터를 포함하는 적어도 하나의 제2 접선 유동 여과 시스템; 적어도 하나의 재생 평형 용기, 및 수지 비드들을 농축 및 버퍼 교환하여 이들의 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 중공 섬유 멤브레인 필터를 포함하는 적어도 하나의 제3 접선 유동 여과 시스템; 적어도 하나의 수집 용기, 및 생물학적 생성물의 농축 및 버퍼 교환을 가능하게 하는 적어도 하나의 제4 접선 유동 여과 시스템; 적어도 2개의 버퍼 시스템들; 적어도 하나의 수지 비드 재활용 버퍼 시스템; 적어도 하나의 센서 또는 검출기; 및 적어도 하나의 유체 취급 펌프를 포함한다.The negative charge based TFF purification module includes at least one association equilibrium vessel enabling charge or electrostatic association of the biological product with the surface of the resin beads, and a hollow fiber for separating the resin beads associated with the biological product from small impurities in the heterogeneous mixture. at least one first tangential flow filtration system comprising a membrane filter; at least one second tangential flow filtration system comprising at least one dissociation equilibrium vessel enabling dissociation of the biological product from the resin bead surface, and a hollow fiber membrane filter for separating the resin beads from the dissociated biological product; at least one third tangential flow filtration system comprising at least one regeneration equilibrium vessel and a hollow fiber membrane filter for concentrating and buffer exchanging the resin beads to allow for their recycling and reuse; at least one collection vessel and at least one fourth tangential flow filtration system enabling concentration and buffer exchange of the biological product; at least two buffer systems; at least one resin bead recycling buffer system; at least one sensor or detector; and at least one fluid handling pump.

음전하 기반 TFF 정제 모듈을 위한 장비 설계(도 32)는 연속적인 생물학적 정제를 가능하게 하며, 작은 풋프린트를 제공한다.The equipment design for the negative charge-based TFF purification module (FIG. 32) enables continuous biological purification and provides a small footprint.

음전하 기반 TFF 정제 모듈의 적어도 하나의 회합 평형 용기 부피 및 교반 능력은 회합 동역학, 수지 비드 농도, 및 전하 또는 정전기적 회합 용량을 가능하게 하는 입력 유속 및 처리량, 평형 시간, 및 교반 속도를 고려한다. 음전하 기반 TFF 정제 모듈을 위한 회합 버퍼는 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체) 및 제거될 작은 불순물에 따라 달라진다. 상기 버퍼에 대한 고려사항에는 구체적으로는 표적 단클론 항체와 음전하 비드 표면 사이에 유리한 전하 또는 정전기적 상호작용을 유지하기 위해 pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 또는 유기염 및/또는 무기염의 사용이 포함된다.The association equilibrium vessel volume and agitation capacity of the at least one negative charge-based TFF purification module takes into account association kinetics, resin bead concentration, and input flow rate and throughput enabling charge or electrostatic association capacity, equilibration time, and agitation rate. The association buffer for the negative charge based TFF purification module depends on the desired biological product (eg monoclonal antibody) and the small impurities to be removed. Considerations for such buffers specifically include pH, ionic strength, use of surfactants, or use of organic and/or inorganic salts to maintain a favorable charge or electrostatic interaction between the target monoclonal antibody and the negatively charged bead surface. included

음전하 기반 TFF 정제 모듈의 중공 섬유 멤브레인 필터 길이 및 표면적은 용액 점도, 작은 불순물 및 수지 비드 농도, 및 입력 유속 및 처리량 볼륨에 따라 달라진다. 중공 섬유 멤브레인 소재는 PES, mPES, 또는 MCE를 포함하지만. 이에 제한되지 않는 저단백질 결합 소재로부터 선택된다. 중공 섬유 멤브레인의 기공 크기는 약 10kDa 내지 약 1μm 범위에서 선택된다. 중공 섬유 멤브레인의 내부 직경은 약 0.5mm 내지 약 5mm 범위에서 선택된다.The hollow fiber membrane filter length and surface area of the negative charge-based TFF purification module depend on solution viscosity, small impurity and resin bead concentrations, and input flow rate and throughput volume. Although hollow fiber membrane materials include PES, mPES, or MCE. It is selected from low protein binding materials that are not limited thereto. The pore size of the hollow fiber membrane is selected from the range of about 10 kDa to about 1 μm. The inner diameter of the hollow fiber membrane is selected from the range of about 0.5 mm to about 5 mm.

음전하 기반 TFF 정제 모듈의 수지 비드 선택은 음전하 기반 정제 모듈에서 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 견고한 안정성 및 무시할 수 있을 정도의 침출물을 위해 중요하다.Resin bead selection for negative charge-based TFF purification modules is important for robust stability and negligible leachables to enable recycling and reuse in negative charge-based purification modules.

음전하 기반 TFF 정제 모듈을 위한 음이온성 표면 선택은 중요하며, 음이온성 폴리머, 순 음전하 펩티드 또는 단백질, 및 카복실 작용기를 포함할 수 있으며, 선택은 규정된 버퍼(pH 및 이온 강도) 내에서 음전하 비드 표면과 생물학적 생성물 사이의 적절한 전하 또는 정전기적 상호작용 및 회합 안정성을 달성하는 것을 기반으로 한다.The selection of anionic surfaces for negative charge-based TFF purification modules is important and can include anionic polymers, net negatively charged peptides or proteins, and carboxyl functional groups, the selection being made on negatively charged bead surfaces in defined buffers (pH and ionic strength). It is based on achieving the appropriate charge or electrostatic interaction and association stability between the biological product and the biological product.

음전하 기반 TFF 정제 모듈의 적어도 하나의 해리 평형 용기 부피 및 교반 능력은 입력 유속 및 처리량, 해리 동역학을 가능하게 하는 평형 시간, 및 해리 버퍼, 예를 들어, 1X 최종 버퍼 염 농도에 도달하도록 평형 시간 동안 희석을 가능하게 하는 10X의 해리 버퍼를 고려한다. 해리 버퍼는 전하의 강도, 또는 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)과 수지 비드 음이온성 표면 사이의 정전기적 상호작용에 따라 달라지며, 변화에는 pH, 이온 강도, 계면활성제의 사용, 또는 유기염 및/또는 무기염의 사용이 포함될 수 있다. 일부 측면에서, 예를 들어, pH 구배 또는 이온 강도 구배와 같은 구배 해리를 달성하기 위해 다수의 해리 평형 용기들이 다수의 접선 유동 여과 시스템들과 함께 이용된다.The volume and agitation capacity of at least one dissociation equilibrium vessel of the negative charge based TFF purification module is determined by the input flow rate and throughput, the equilibration time to enable the dissociation kinetics, and the equilibration time to reach the dissociation buffer, e.g., 1X final buffer salt concentration. Consider a dissociation buffer of 10X to allow for dilution. The dissociation buffer depends on the strength of the charge, or electrostatic interaction between the desired biological product (e.g., monoclonal antibody) and the resin bead anionic surface, which changes include pH, ionic strength, use of surfactants, or The use of organic and/or inorganic salts may be included. In some aspects, multiple dissociation equilibrium vessels are used with multiple tangential flow filtration systems to achieve gradient dissociation, such as, for example, a pH gradient or an ionic strength gradient.

음전하 기반 TFF 정제 모듈의 적어도 하나의 재생 평형 용기는, 수지 비드들의 농축 및 버퍼 교환을 허용하여 수지 비드들을 이들의 초기 상태로 되돌려 수지 비드들의 재활용 및 재사용을 가능하게 하는 적어도 하나의 제3 접선 유동 여과 시스템과 함께 사용된다.At least one regeneration equilibrium vessel of the negative charge-based TFF purification module includes at least one third tangential flow that allows concentration and buffer exchange of the resin beads to return the resin beads to their initial state, enabling recycling and reuse of the resin beads. Used with filtration systems.

음전하 기반 TFF 정제 모듈의 적어도 하나의 수집 용기는, 생물학적 생성물을 포함하는 분획의 농축 및 버퍼 교환을 가능하게 하는 적어도 하나의 제4 접선 유동 여과 시스템과 함께 사용된다.At least one collection vessel of the negative charge based TFF purification module is used with at least one fourth tangential flow filtration system enabling concentration and buffer exchange of the fraction comprising biological products.

구현예들에서, 음전하 기반 TFF 정제 모듈의 적어도 하나의 회합 평형 용기, 적어도 하나의 해리 평형 용기, 및 적어도 하나의 재생 평형 용기는 평행 유동 경로에서 적어도 하나의 추가 용기를 통해 여액의 연속적인 유동을 유지하면서 적절한 버퍼들을 사용하여 수지 비드들의 정제 및 재생을 가능하게 하기 위해 상응하는 접선 유동 여과 시스템들 사이에서 전환되는 단일 용기를 포함할 수 있다.In embodiments, the at least one association equilibrium vessel, the at least one dissociation equilibrium vessel, and the at least one regeneration equilibrium vessel of the negative charge based TFF purification module provide continuous flow of filtrate through at least one additional vessel in a parallel flow path. It may include a single vessel that is switched between corresponding tangential flow filtration systems to enable purification and regeneration of the resin beads using appropriate buffers while maintaining the same.

구현예들에서, 수지 비드들의 재생은 정제, 농축 및 버퍼 교환을 가능하게 하기 위해 낮은 pH 용출 버퍼 및 재생 버퍼 둘 모두를 포함하도록 구성된 음전하 기반 TFF 정제 모듈의 적어도 하나의 제2 접선 유동 여과 시스템, 및 적어도 하나의 해리 평형 용기만을 사용하여 별도의 재생 평형 용기 및 상응하는 접선 유동 여과 시스템을 필요로 하지 않고 수지 비드들을 재생함으로써 달성될 수 있다.In embodiments, the regeneration of the resin beads comprises at least one second tangential flow filtration system of a negative charge based TFF purification module configured to include both a low pH elution buffer and a regeneration buffer to enable purification, concentration and buffer exchange; and by using only at least one dissociation equilibrium vessel to regenerate the resin beads without the need for a separate regeneration equilibrium vessel and corresponding tangential flow filtration system.

바이러스 불활성화 및/또는 제거는 버퍼 조성 및 pH에 따라 회합 또는 해리 버퍼 평형 및 후속 유체 처리 단계 동안 달성될 수 있다.Virus inactivation and/or removal may be achieved during association or dissociation buffer equilibration and subsequent fluid handling steps, depending on the buffer composition and pH.

음전하 기반 TFF 정제 모듈은 공정 중 분석 테스트 및/또는 인라인 분석 측정 기술을 위한 인라인 샘플링 포트들을 포함할 수 있다. 또한, 인라인 분석 측정 기술(예를 들어, 유동 센서, 압력 센서, 광학 밀도 측정 장치, UV 검출기, RI 검출기)을 사용하여 공정에서 피드백 제어 메커니즘을 활성화할 수 있다.The negative charge-based TFF purification module may include in-line sampling ports for in-process analytical testing and/or in-line analytical measurement techniques. In addition, in-line analytical measurement techniques (eg, flow sensors, pressure sensors, optical density measurement devices, UV detectors, RI detectors) can be used to activate feedback control mechanisms in the process.

당업계에서 일반적으로 사용되는 기존의 패킹된 컬럼 크로마토그래피 및 컬럼 전환 크로마토그래피 방법과 달리, 음전하 기반 TFF 정제 모듈은 인시츄 재생 및 재활용이 가능한 이동성 친화성 수지를 이용하여 수지를 보다 효율적으로 사용하고, 기존의 컬럼 용량 한계에 대한 우려 없이 작은 풋프린트에서 연속 처리를 가능하게 한다.Unlike the conventional packed column chromatography and column shift chromatography methods commonly used in the art, the negative charge-based TFF purification module uses a mobile affinity resin that can be regenerated and recycled in situ, enabling more efficient use of the resin. , enabling continuous processing in a small footprint without the concerns of traditional column capacity limitations.

등전점 기반의 유체 정제 모듈Isoelectric point based fluid purification module

본원에 제공된 바와 같이, 혼합물을 2개 이상의 분획, 적어도 하나의 생물학적 생성물을 함유하는 분획으로 분리하기 위한 등전점 기반 유체 정제 모듈이 기술되어 있다. 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구를 포함하되, 이들은 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성되어 있고, 이때 유속은, 예를 들어, 정상 상태 작동 동안 일관되고 일정할 수 있다.As provided herein, an isoelectric point based fluid purification module for separating a mixture into two or more fractions, a fraction containing at least one biological product, is described. The isoelectric point-based fluid purification module includes at least one inlet and at least one outlet, which are configured to allow continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet, wherein the flow rate is, for example, , can be consistent and constant during steady state operation.

구현예들에서, 등전점 기반 유체 정제 모듈은 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널; 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배; 수성 이온 용액;을 갖는 유체 소자(예를 들어, 메조유체, 밀리유체, 매크로유체 소자, 또는 이들의 임의의 조합)(도 33); 기포가 없는 주 분리 채널을 생성하고, 연속적이고 장기적인 작동을 가능하게 하기 위해 진공 시스템에 의해 발생 지점 근처에 있는 전기분해 기포들을 제거하기 위한 적어도 하나의 기포 제거 또는 탈기 시스템; 적어도 하나의 액체 회로 차단기; 적어도 하나의 버퍼 또는 양쪽성 전해질 시스템; 적어도 하나의 전극 용액; 적어도 하나의 센서 또는 검출기; 적어도 하나의 유체 취급 펌프; 및 적어도 하나의 수집 용기를 포함하는 적어도 하나의 자유 흐름 전기영동 장치를 포함한다.In embodiments, an isoelectric point-based fluid purification module comprises a fluid channel created between two parallel plates; electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow; a fluidic device (eg, mesofluidic, millifluidic, macrofluidic device, or any combination thereof) having an aqueous ionic solution; (FIG. 33); at least one bubble removal or degassing system for removing electrolytic bubbles near the point of generation by a vacuum system to create a bubble-free main separation channel and to enable continuous and long-term operation; at least one liquid circuit breaker; at least one buffer or amphoteric electrolyte system; at least one electrode solution; at least one sensor or detector; at least one fluid handling pump; and at least one free flow electrophoresis device comprising at least one collection vessel.

다른 구현예에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널; 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배; 수성 이온 용액;을 갖는 유체 소자(예를 들어, 메조유체, 밀리유체, 매크로유체 소자, 또는 이들의 임의의 조합)를 포함하는 적어도 하나의 제1 자유 흐름 전기영동 장치; 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널; 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배; 및 수성 이온 용액;을 갖는 유체 소자(예를 들어, 메조유체, 미세유체, 매크로유체 소자, 또는 이들의 임의의 조합)를 포함하는 적어도 하나의 제2 자유 흐름 전기영동 장치를 포함하며; 이때 각각의 자유 흐름 전기영동 장치는 직렬로 연결되어 있고, 정제를 가능하게 하는 독립적인 작동 모드에서 작동할 수 있다(도 34 내지 36). 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 적어도 하나의 제1 자유 흐름 전기영동 장치는 등전 집속 모드에서 작동할 수 있고, 적어도 하나의 제2 자유 흐름 전기영동 장치는 등속 전기영동 모드에서 작동하여 분리 분해능을 높일 수 있다.In another embodiment, an isoelectric based fluid purification module includes a fluid channel created between two parallel plates; electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow; at least one first free flow electrophoretic device comprising a fluidic element (eg, mesofluidic, millifluidic, macrofluidic element, or any combination thereof) having a; and a fluid channel created between the two parallel plates; electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow; and an aqueous ionic solution; In this case, each free flow electrophoresis device is connected in series and can operate in an independent mode of operation allowing purification (FIGS. 34 to 36). For example, without intending to be limiting, at least one first free flow electrophoretic device can operate in an isoelectric focusing mode and at least one second free flow electrophoretic device can operate in an isokinetic mode to improve separation resolution. can be raised

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 대략적인 pH 구배(예를 들어, 약 2 내지 약 10의 pH 범위)를 갖는 유체 소자(예를 들어, 메조유체, 밀리유체, 매크로유체 소자, 또는 이들의 임의의 조합)를 포함하는 적어도 하나의 제1 자유 흐름 전기영동 장치; 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 미세한 pH 구배(예를 들어, 약 5 내지 약 8의 pH 범위)를 갖는 유체 소자(예를 들어, 메조유체, 밀리유체, 매크로유체 소자, 또는 이들의 임의의 조합)를 적어도 하나의 제2 자유 흐름 전기영동 장치; 적어도 하나의 기포 제거 또는 탈기 시스템; 적어도 하나의 액체 회로 차단기; 적어도 하나의 버퍼 또는 양쪽성 전해질 시스템; 적어도 하나의 전극 용액; 적어도 하나의 수집 용기; 적어도 하나의 센서 또는 검출기; 및 적어도 하나의 유체 취급 펌프(도 34)를 포함한다. 예를 들어, 적어도 하나의 제1 자유 흐름 전기영동 장치 및 적어도 하나의 제2 자유 흐름 전기영동 장치는 직렬로 연결되어 있고, 등전 집속 모드에서 작동한다.In embodiments, an isoelectric point-based fluid purification module comprises a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and an approximate pH gradient across the main separating channel (e.g. , at least one first free flow electrophoretic device comprising a fluidic element (eg, a mesofluidic, millifluidic, macrofluidic element, or any combination thereof) having a pH ranging from about 2 to about 10; and a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient orthogonal to the direction of fluid flow, and a slight pH gradient (e.g., in the pH range of about 5 to about 8) across the main separating channel. a fluidic element (eg, mesofluidic, millifluidic, macrofluidic element, or any combination thereof) comprising at least one second free flow electrophoretic device; at least one degassing or degassing system; at least one liquid circuit breaker; at least one buffer or amphoteric electrolyte system; at least one electrode solution; at least one collection vessel; at least one sensor or detector; and at least one fluid handling pump (FIG. 34). For example, at least one first free-flow electrophoretic device and at least one second free-flow electrophoretic device are connected in series and operate in an isoelectric focusing mode.

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 pH 구배가 없는 주 분리 채널을 가로지르는 일정한 염기성 pH(예를 들어, 7 초과의 pH)를 갖는 유체 소자(예를 들어, 메조유체, 밀리유체, 매크로유체 소자, 또는 이들의 임의의 조합)를 포함하는 적어도 하나의 제1 자유 흐름 전기영동 장치; 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 pH 구배가 없는 주 분리 채널을 가로지르는 일정한 산성 pH(예를 들어, 7 미만의 pH)를 갖는 유체 소자(예를 들어, 메조유체, 미세유체, 매크로유체 소자, 또는 이들의 임의의 조합)를 포함하는 적어도 하나의 제2 자유 흐름 전기영동 장치; 적어도 하나의 기포 제거 또는 탈기 시스템; 적어도 하나의 액체 회로 차단기; 적어도 하나의 버퍼 또는 양쪽성 전해질 시스템; 적어도 하나의 전극 용액; 적어도 하나의 수집 용기; 적어도 하나의 센서 또는 검출기; 및 적어도 하나의 유체 취급 펌프(도 35)를 포함한다. 예를 들어, 적어도 하나의 제1 자유 흐름 전기영동 장치 및 적어도 하나의 제2 자유 흐름 전기영동 장치는 직렬로 연결되어 있고, 띠전기영동 모드에서 작동한다.In embodiments, an isoelectric point-based fluid purification module comprises a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a constant basic pH across a main separation channel without a pH gradient ( at least one first free flow electrophoretic device comprising a fluidic element (eg, a mesofluidic, millifluidic, macrofluidic element, or any combination thereof) having, for example, a pH greater than 7; and a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a constant acidic pH (e.g., pH less than 7) across the main separating channel with no pH gradient. at least one second free flow electrophoretic device comprising a fluidic element (eg, a mesofluidic, microfluidic, macrofluidic element, or any combination thereof); at least one degassing or degassing system; at least one liquid circuit breaker; at least one buffer or amphoteric electrolyte system; at least one electrode solution; at least one collection vessel; at least one sensor or detector; and at least one fluid handling pump (FIG. 35). For example, at least one first free-flow electrophoretic device and at least one second free-flow electrophoretic device are connected in series and operate in a zone electrophoresis mode.

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 pH 구배(예를 들어, 약 4 내지 약 9의 pH 범위)를 갖는 유체 소자(예를 들어, 메조유체, 밀리유체, 매크로유체 소자, 또는 이들의 임의의 조합)를 포함하는 적어도 하나의 제1 자유 흐름 전기영동 장치; 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 스페이서 용액(예를 들어, NaCl 용액)에 의해 분리되어 있는 산성 pH 구배 및 염기성 pH 구배 둘 모두를 포함하는 유체 소자(예를 들어, 메조유체, 밀리유체, 매크로유체 소자, 또는 이들의 임의의 조합)를 포함하는 적어도 하나의 제2 자유 흐름 전기영동 장치; 적어도 하나의 기포 제거 또는 탈기 시스템; 적어도 하나의 액체 회로 차단기; 적어도 하나의 버퍼 또는 양쪽성 전해질 시스템; 적어도 하나의 전극 용액; 적어도 하나의 수집 용기; 적어도 하나의 센서 또는 검출기; 및 적어도 하나의 유체 취급 펌프(도 36)를 포함한다. 예를 들어, 적어도 하나의 제1 자유 흐름 전기영동 장치 및 적어도 하나의 제2 자유 흐름 전기영동 장치는 직렬로 연결되어 있고, 각각 등전 집속 모드 및 등속 전기영동 모드에서 작동한다.In embodiments, an isoelectric based fluid purification module comprises a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a pH gradient across the main separating channel (e.g., about at least one first free flow electrophoretic device comprising a fluidic element (eg, a mesofluidic, millifluidic, macrofluidic element, or any combination thereof) having a pH range of 4 to about 9; and a fluidic channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and both an acidic pH gradient and a basic pH gradient separated by a spacer solution (e.g., NaCl solution). at least one second free flow electrophoretic device comprising a fluidic element (eg, a mesofluidic, millifluidic, macrofluidic element, or any combination thereof) comprising: at least one degassing or degassing system; at least one liquid circuit breaker; at least one buffer or amphoteric electrolyte system; at least one electrode solution; at least one collection vessel; at least one sensor or detector; and at least one fluid handling pump (FIG. 36). For example, at least one first free-flow electrophoresis device and at least one second free-flow electrophoresis device are connected in series and operate in an isoelectric focusing mode and an isokinetic electrophoresis mode, respectively.

대안적으로, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 규정된 단방향 힘을 유도할 수 있는 적어도 하나의 유전영동 전극을 갖는 유체 채널을 포함하는 적어도 하나의 제1 유체 소자(예를 들어, 메조유체, 밀리유체, 매크로유체 소자, 또는 이들의 임의의 조합); 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 주 분리 채널을 가로지르는 pH 구배(예를 들어, 약 4 내지 약 9의 pH 범위)를 갖는 자유 흐름 전기영동 장치를 포함하는 적어도 하나의 제2 유체 소자; 및 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 스페이서 용액(예를 들어, NaCl 용액)에 의해 분리되어 있는 산성 pH 구배 및 염기성 pH 구배 둘 모두를 갖는 자유 흐름 전기영동 장치를 포함하는 적어도 하나의 제3 유체 소자; 적어도 하나의 기포 제거 또는 탈기 시스템; 적어도 하나의 액체 회로 차단기; 적어도 하나의 버퍼 또는 양쪽성 전해질 시스템; 적어도 하나의 전극 용액; 적어도 하나의 수집 용기; 적어도 하나의 센서 또는 검출기; 및 적어도 하나의 유체 취급 펌프(도 37)를 포함한다. 예를 들어, 적어도 하나의 선택적인 유전영동 전극을 갖는 적어도 하나의 제1 유체 소자, 자유 흐름 전기영동 장치를 포함하는 적어도 하나의 제2 유체 소자, 및 자유 흐름 전기영동 장치를 포함하는 적어도 하나의 제3 유체 소자는 직렬로 연결되어 있으며, 각각 제2 및 제3 유체 소자 또는 칩에 의한 등전 집속 모드 및 등속 전기영동 모드를 통해 정제하기 전에 생물학적 생성물을 포함하는 혼합물을 사전 분류하는 방식으로 작동한다.Alternatively, the isoelectric point-based fluid purification module includes at least one first fluid element (eg, mesofluid, millifluid) comprising a fluid channel having at least one dielectrophoretic electrode capable of inducing a prescribed unidirectional force. , a macrofluidic device, or any combination thereof); A fluid channel created between two parallel plates, a free flow with an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and a pH gradient (e.g., pH range from about 4 to about 9) across the main separating channel. at least one second fluid element comprising an electrophoretic device; and a fluidic channel created between two parallel plates, an electric field or electric field gradient perpendicular to the direction of fluid flow, and both an acidic pH gradient and a basic pH gradient separated by a spacer solution (e.g., NaCl solution). at least one third fluidic element comprising a free flow electrophoresis device having; at least one degassing or degassing system; at least one liquid circuit breaker; at least one buffer or amphoteric electrolyte system; at least one electrode solution; at least one collection vessel; at least one sensor or detector; and at least one fluid handling pump (FIG. 37). For example, at least one first fluidic element having at least one optional dielectrophoretic electrode, at least one second fluidic element comprising a free flow electrophoretic device, and at least one fluidic element comprising a free flow electrophoretic device. The third fluid element is connected in series and operates in such a way that the mixture containing the biological product is pre-classified prior to purification through an isoelectric focusing mode and an isokinetic electrophoresis mode by the second and third fluid elements or chips, respectively. .

구현예들에서, 분리 분해능을 높이기 위해 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 수성 이온 용액을 갖는 유체 소자(예를 들어, 메조유체, 밀리유체, 매크로유체 소자, 또는 이들의 임의의 조합)를 포함하는 추가적인 후속 자유 흐름 전기영동 장치를 사용할 수 있다. 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 단클론 항체의 분리 분해능을 높이기 위해 주 분리 채널을 가로질러 리파이닝된 pH 구배(예를 들어, 약 7.1 내지 약 7.6의 pH 범위)를 생성할 수 있는 양쪽성 전해질 용액을 갖는 추가적인 자유 흐름 전기영동 장치를 사용할 수 있다.In embodiments, a fluid channel created between two parallel plates to increase separation resolution, an electric field or electric field gradient orthogonal to the direction of fluid flow, and a fluid element having an aqueous ionic solution (e.g., mesofluid, millifluid) Additional subsequent free flow electrophoretic devices including fluids, macrofluidic devices, or any combination thereof may be used. For example, without intending to be limiting, an amphoteric electrolyte solution that can create a refined pH gradient (e.g., a pH range of about 7.1 to about 7.6) across the main separation channel to increase the separation resolution of monoclonal antibodies. Additional free flow electrophoresis devices with

등전점 기반의 유체 정제 모듈(도 33 내지 37)을 위한 장비 설계는 연속적인 생물학적 정제를 가능하게 하고, 작은 풋프린트를 제공한다.The equipment design for the isoelectric point based fluid purification module (FIGS. 33-37) enables continuous biological purification and provides a small footprint.

구현예들에서, 등전점 기반 유체 정제 장치는 양극 또는 음극으로서 기능하기 위해 적어도 2개의 전극들(예를 들어, 백금선 전극)을 추가로 포함한다.In embodiments, the isoelectric point-based fluid purification device further includes at least two electrodes (eg, a platinum wire electrode) to function as an anode or cathode.

구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 장치는 적어도 하나의 전극 용액을 포함한다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 전극 용액은, 예를 들어, 각각 황산 및 수산화나트륨과 같은 양극 또는 음극과 접촉하여 적절한 기능을 가능하게 하도록 구성된 전해질 용액을 포함한다. 다른 구현예에서, 적어도 하나의 전극 용액은 주 분리 채널, 양극 채널, 및 음극 채널을 통해 흐르는 예를 들어, Tris 완충 식염수와 같은, 양극 또는 음극의 적절한 기능을 가능하게 하도록 구성된 주 분리 채널에 존재하는 것과 동일한 양쪽성 전해질 조성물을 포함한다.In embodiments, an isoelectric point based fluid purification device includes at least one electrode solution. In some embodiments, the at least one electrode solution comprises an electrolyte solution configured to enable proper functioning in contact with an anode or cathode, for example sulfuric acid and sodium hydroxide, respectively. In other embodiments, at least one electrode solution is present in a main isolation channel configured to enable proper functioning of the anode or cathode, such as Tris buffered saline, flowing through the main isolation channel, the anode channel, and the cathode channel. It includes the same amphoteric electrolyte composition as described above.

구현예들에서, 등전점 기반 유체 정제 장치는 진공 시스템을 통해 인가 전압 하에 전극 채널에서 발생하는 O2 및 H2 가스 기포를 연속적으로 제거하기 위한 적어도 하나의 기포 제거 시스템을 추가로 포함한다(도 38). 일부 구현예에서, 전기분해 기포를 제거하는 것은 실질적으로 오랜 기간 동안 연속적인 작동을 가능하게 하는 데 필수적이다. 전극 채널에서 직접 전기분해 기포를 제거하면 기포가 없는 주 분리 채널이 생성된다. 예를 들어, 기포 제거 시스템은 소수성 PTFE 멤브레인을 이용하여, 진공 시스템으로의 노출에 의해 발생 지점에서 전기분해 기포를 지속적으로 제거할 수 있는 전극 채널 위에 방수 밀봉부를 생성한다. 예를 들어, 진공 게이지 압력은 약 -0.05bar 내지 약 -0.4bar 범위이다.In embodiments, the isoelectric point-based fluid purification device further includes at least one bubble removal system for continuously removing O 2 and H 2 gas bubbles generated in the electrode channel under an applied voltage through a vacuum system (FIG. 38 ). In some embodiments, the removal of electrolysis bubbles is essential to enable continuous operation for substantially long periods of time. The removal of electrolysis bubbles directly from the electrode channels creates a main bubble-free isolation channel. For example, a bubble removal system uses a hydrophobic PTFE membrane to create a watertight seal over an electrode channel that can continuously remove electrolytic bubbles at the point of origin by exposure to a vacuum system. For example, the vacuum gauge pressure ranges from about -0.05 bar to about -0.4 bar.

높은 유속(예를 들어, 1mL/분 이상)에서 단백질 분리를 가능하게 하는 직교 전기장 또는 전기장 구배를 생성하기 위한 유체 채널 치수 및 채널에 인가 전압은 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)의 내열성(thermostability)을 보장하기 위해 주울 열을 방산하고, 원하는 작동 온도, 예를 들어, 약 4℃ 내지 약 50℃, 바람직하게는 4℃ 내지 약 37℃를 유지하기 위한 강력한 능동 냉각 시스템 또는 히트 싱크의 구현을 필요로 할 수 있다. 예를 들어, 능동 냉각 시스템은 약 10℃ 내지 약 25℃ 범위의 일정한 온도를 유지하기 위한 피드백 제어 루프(feedback control loop)가 있는 냉각된 순환하는 물/프로필렌 글리콜 재킷을 포함하는 알루미늄 열척을 포함할 수 있다. 또한, 채널의 치수는 적절한 단백질 분리를 가능하게 하는 중요한 파라미터이며, 분리할 단백질의 수와 각 단백질의 등전점의 범위에 따라 달라진다.Fluidic channel dimensions and voltages applied to the channels to create orthogonal electric fields or electric field gradients that allow for protein separation at high flow rates (eg, 1 mL/min or higher) can be used to determine the thermal resistance of biological products (eg, monoclonal antibodies) (eg, monoclonal antibodies). Implementation of a powerful active cooling system or heat sink to dissipate Joule heat and maintain a desired operating temperature, e.g., from about 4°C to about 50°C, preferably from 4°C to about 37°C, to ensure thermal stability. may require For example, an active cooling system may include an aluminum thermal chuck that includes a cooled circulating water/propylene glycol jacket with a feedback control loop to maintain a constant temperature in the range of about 10° C. to about 25° C. can In addition, the dimension of the channel is an important parameter enabling proper protein separation, and varies depending on the number of proteins to be separated and the range of isoelectric points of each protein.

등전점 기반 유체 정제 장치 내의 배압은 채널 형상 및 치수, 유입구 및 유출구 개구부 및/또는 튜빙 직경, 및 입력 유속에 따라 달라진다. 예를 들어, 상기 배압은 약 0.5psi 내지 약 10psi 범위이다. 일부 예에서, 상기 배압은, 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 니들 밸브에 의해 제어된다.The back pressure within an isoelectric point-based fluid purification device depends on channel shape and dimensions, inlet and outlet openings and/or tubing diameters, and input flow rate. For example, the back pressure ranges from about 0.5 psi to about 10 psi. In some examples, the back pressure is controlled by, for example, without intending to limit, a needle valve.

예를 들어, 유동 센서, 온도 센서, 전도도 센서, pH 센서, 굴절률 검출기, UV 검출기, 배압 센서, 또는 이들의 임의의 조합을 사용한 인라인 감지 및 검출을 수행하기 위해 용액은 무전압 용액이어야 한다. 구현예들에서, 등전점 기반의 유체 정제 모듈은 적어도 하나의 액체 회로 차단기를 포함하거나, 유체 소자의 다운스트림과 적어도 하나의 인라인 센서 또는 검출기의 업스트림을 단절하여 무전압 용액에서 감지 또는 검출을 수행할 수 있어야 한다(도 39).For example, to perform in-line sensing and detection using a flow sensor, temperature sensor, conductivity sensor, pH sensor, refractive index detector, UV detector, back pressure sensor, or any combination thereof, the solution must be a voltage-free solution. In embodiments, an isoelectric point-based fluid purification module includes at least one liquid circuit breaker or disconnects downstream of a fluid element and upstream of at least one in-line sensor or detector to perform sensing or detection in a voltage-free solution. It should be possible (Fig. 39).

등전점 기반의 유체 정제 모듈의 처리량은 여러 자유 흐름 전기영동 장치들을 직렬 또는 병렬로 다중화하여 증가할 수 있다. 또한, 적절한 정제를 가능하게 하기 위해 직렬 또는 병렬로 연결된 여러 유체 소자들 또는 칩들이 필요할 수 있다. 바이러스 불활성화 및 제거는 등전점 기반 유체 처리 단계 동안 달성될 수 있다.The throughput of the isoelectric point based fluid purification module can be increased by multiplexing several free flow electrophoresis devices in series or parallel. Additionally, several fluidic elements or chips connected in series or parallel may be required to allow for proper purification. Virus inactivation and removal can be achieved during an isoelectric point based fluid treatment step.

공정 중 분석 테스트 및/또는 인라인 분석 측정 기술을 위한 인라인 샘플링 포트들을 포함할 수 있는 등전점 기반의 유체 정제 모듈이 고려된다. 또한, 인라인 분석 측정 기술(예를 들어, 유동 센서, 온도 센서, pH 센서, 전도도 센서, 압력 센서, 광학 밀도 측정 장치, UV 검출기, RI 검출기)을 사용하여 공정에서 피드백 제어 메커니즘을 활성화할 수 있다.An isoelectric based fluid purification module is contemplated that may include in-line sampling ports for in-process analytical testing and/or in-line analytical measurement techniques. In addition, in-line analytical measurement techniques (e.g., flow sensors, temperature sensors, pH sensors, conductivity sensors, pressure sensors, optical density measurement devices, UV detectors, RI detectors) can be used to activate feedback control mechanisms in the process. .

연속적인 동적 여과 접근법Continuous dynamic filtration approach

멤브레인 지지 구조물을 가로지르는 압연 필터 멤브레인의 수송 속도는 일정할 수 있거나, 작동 중 필터 멤브레인 두께 또는 직경의 변화로부터 발생하는 공급 릴과 수집 릴 직경 간의 차이를 설명하는 피드백 메커니즘(예를 들어, 로터리 엔코더, 트랙션 엔코더 휠(traction encoder wheel))에 대응하여 변경될 수 있다. 대안적으로, 멤브레인 지지 구조물을 가로지르는 압연 필터 멤브레인의 수송은 단계적일 수 있으며, 이때 진공은 스테핑(stepping) 동안 제거된 다음 스테핑 후에 다시 적용된다. 이 작동 모드에서, 적어도 하나의 출력 헤드는 xy 래스터링 또는 rθ 래스터링 능력을 가질 수 있고, z축을 따른 이동, 및/또는 병렬로 작동하는 적어도 하나의 추가적인 동적 여과 장치는 연속 작동을 유지하기 위해 이용될 수 있다. 또한, 스테핑 현상은 픽앤플레이스 로봇 시스템이 개별 멤브레인(예를 들어, 원형 멤브레인 피스)을 멤브레인 지지 구조물 상에 배치하도록 함으로써 달성될 수도 있으며, 이때 진공은 픽앤플레이스 역학 동안 제거된 다음 배치 후에 재적용된다. 이 작동 모드에서, 적어도 하나의 출력 헤드는 xy 래스터링 또는 rθ 래스터링 능력을 가질 수 있고, z축을 따른 이동, 및/또는 병렬로 작동하는 적어도 하나의 추가적인 동적 여과 장치는 연속 작동을 유지하기 위해 이용될 수 있다. 또한, 필터 멤브레인을 가로질러 불균질 혼합물을 유도하기 위해 정압을 이용하여 여액을 생성하는 작동 모드도 본 명세서에서 고려된다. 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 동적 여과 장치가 개별 멤브레인들을 배치하기 위해 픽앤플레이스 로봇 시스템을 포함하는 경우, z축을 따라 이동하는 xy 래스터링 출력 헤드가 멤브레인 표면과 접촉하여 불균질 혼합물이 멤브레인을 가로지르도록 하는 데 사용될 수 있다. 멤브레인을 가로지르는 수송을 증가시키기 위해 필터 멤브레인을 미리 습윤시키는 방법도 본 명세서에서 고려된다. 적어도 하나의 진공 수집 용기는 가득 차서 대기압과 평형을 이룰 때까지 사용될 수 있거나, 작동 중에 진공 상태에서 계속해서 비워질 수 있다. 추가로, 연속 처리를 가능하게 하기 위해 병렬로 작동되는 적어도 하나의 추가적인 동적 여과 장치의 사용도 본 명세서에서 고려된다. 유사하게, 동적 여과 장치는 여과를 향상시키기 위해 활성 표적 영역을 가로질러 동일한 속도로 적층되고 수송될 수 있는 필터 멤브레인의 유형(예를 들어, 재료 및/또는 기공 크기)이 서로 다른 다수의 공급 릴들을 포함할 수 있다.The rate of transport of the rolled filter membrane across the membrane support structure may be constant, or a feedback mechanism (e.g., rotary encoder , can be changed corresponding to the traction encoder wheel. Alternatively, the transport of the rolled filter membrane across the membrane support structure may be staged, wherein the vacuum is removed during stepping and then reapplied after stepping. In this mode of operation, at least one output head may have xy rastering or rθ rastering capability, movement along the z-axis, and/or at least one additional dynamic filtering device operating in parallel to maintain continuous operation. can be used The stepping phenomenon can also be achieved by having a pick-and-place robotic system place individual membranes (e.g., circular membrane pieces) onto a membrane support structure, where a vacuum is removed during the pick-and-place mechanics and then reapplied after placement. . In this mode of operation, at least one output head may have xy rastering or rθ rastering capability, movement along the z-axis, and/or at least one additional dynamic filtering device operating in parallel to maintain continuous operation. can be used Also contemplated herein is a mode of operation in which a positive pressure is used to generate a filtrate to induce a heterogeneous mixture across a filter membrane. For example, without intending to be limiting, where a dynamic filtration device includes a pick-and-place robotic system to place the individual membranes, an xy rastering output head moving along the z-axis contacts the membrane surface so that the inhomogeneous mixture displaces the membrane. Can be used to cross. Methods of pre-wetting the filter membrane to increase transport across the membrane are also contemplated herein. The at least one vacuum collection vessel may be used until full and equilibrate with atmospheric pressure, or may be continuously evacuated in vacuum during operation. Additionally, the use of at least one additional dynamic filtration device operated in parallel to enable continuous processing is also contemplated herein. Similarly, a dynamic filtration device may include multiple feed reels of different types (e.g., materials and/or pore sizes) of filter membranes that may be stacked and transported at the same rate across an active target area to enhance filtration. may include

연속적인 루프 컨베이어 장치 접근법Continuous Loop Conveyor Approach

친화도 기반의 자성 정제 및/또는 전하 기반의 자성 정제 단계를 수행하는 연속 루프 컨베이어 장치의 적어도 하나의 자기장은 전자석 또는 영구 자석(예를 들어, 네오디뮴 자석)에 의해 생성될 수 있다. 자기장은 켜짐/꺼짐 전환 또는 영구적 켜짐으로 적용될 수 있다(도 14, 15, 16, 17). 자기장이 전자석에 의해 발생하는 경우, 전자석을 켜거나 끄는 방식으로 켜짐/꺼짐 전환을 할 수 있다. 자기장이 영구 자석에 의해 발생하는 경우, 켜짐/꺼짐 전환은 자석의 배치를 먼 곳에서 근접한 곳, 예를 들어, 수송 용기 벽 표면의 5mm 이내로 기계적으로 변경함으로써 달성될 수 있다. 대안적으로, 자기장이 영구 자석에 의해 발생하는 경우, 켜짐/꺼짐 전환은 자석에서 근접한 곳(예를 들어, 5mm 이내) 안팎으로 용기를 이동시킴으로써 달성될 수 있다. 또한, 루프 컨베이어 장치들은 여러 개의 구별된 자기장 위치들을 포함할 수 있으며, 이때 장치들 내 상기 구별된 자기장 위치들은 차폐를 추가로 필요로 할 수 있다. 추가로, 자성 수지 비드들의 혼합은 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에 적어도 하나의 수송 용기를 배치함으로써 달성될 수 있다. 추가로, 연속 처리를 가능하게 하기 위해 병렬로 연결된 적어도 하나의 추가적인 친화도 기반 자성 정제 또는 전하 기반 자성 정제 장치의 사용도 본 명세서에서 고려된다.At least one magnetic field of the continuous loop conveyor device performing the affinity-based magnetic purification and/or charge-based magnetic purification steps may be generated by an electromagnet or a permanent magnet (eg, a neodymium magnet). The magnetic field can be applied as an on/off toggle or permanently on (FIGS. 14, 15, 16, 17). If the magnetic field is generated by an electromagnet, it can be switched on/off by turning the electromagnet on or off. If the magnetic field is generated by permanent magnets, on/off switching can be accomplished by mechanically changing the placement of the magnets from far to near, eg, within 5 mm of the transport vessel wall surface. Alternatively, if the magnetic field is generated by a permanent magnet, on/off switching can be accomplished by moving the container in or out of proximity (eg, within 5 mm) of the magnet. Also, loop conveyor devices may include several distinct magnetic field locations, wherein the distinct magnetic field locations within the devices may additionally require shielding. Additionally, mixing of the magnetic resin beads may be accomplished by placing the at least one transport vessel between two separate opposing magnetic fields that switch between an on state and an off state. Additionally, the use of at least one additional affinity-based magnetic purification or charge-based magnetic purification device connected in parallel to enable continuous processing is also contemplated herein.

연속적인 픽앤플레이스 로봇 장치 접근법A continuous pick-and-place robotic device approach

친화도 기반의 자성 정제 및/또는 전하 기반의 자성 정제 단계를 수행하는 연속 픽앤플레이스 로봇 장치의 적어도 하나의 자기장은 전자석 또는 영구 자석(예를 들어, 네오디뮴 자석)에 의해 생성될 수 있다. 자기장은 켜짐/꺼짐 전환 또는 영구적 켜짐으로 적용될 수 있다(도 18 및 19). 자기장이 전자석에 의해 발생하는 경우, 전자석을 켜거나 끄는 방식으로 켜짐/꺼짐 전환을 할 수 있다. 자기장이 영구 자석에 의해 발생하는 경우, 켜짐/꺼짐 전환은 자석의 배치를 먼 곳에서 근접한 곳, 예를 들어, 수송 용기 벽 표면의 5mm 이내로 기계적으로 변경함으로써 달성될 수 있다. 대안적으로, 자기장이 영구 자석에 의해 발생하는 경우, 켜짐/꺼짐 전환은 자석에서 근접한 곳(예를 들어, 5mm 이내) 안팎으로 용기를 이동시킴으로써 달성될 수 있다. 또한, 루프 컨베이어 장치들은 여러 개의 구별된 자기장 위치들을 포함할 수 있으며, 이때 장치들 내 상기 구별된 자기장 위치들은 차폐를 추가로 필요로 할 수 있다. 추가로, 자성 수지 비드들의 혼합은 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에 적어도 하나의 수송 용기를 배치함으로써 달성될 수 있다. 추가로, 연속 처리를 가능하게 하기 위해 병렬로 연결된 적어도 하나의 추가적인 친화도 기반 자성 정제 또는 전하 기반 자성 정제 장치의 사용도 본 명세서에서 고려된다.At least one magnetic field of the continuous pick-and-place robotic device that performs the affinity-based magnetic purification and/or charge-based magnetic purification steps may be generated by an electromagnet or a permanent magnet (eg, a neodymium magnet). The magnetic field can be applied with an on/off toggle or permanently on (FIGS. 18 and 19). If the magnetic field is generated by an electromagnet, it can be switched on/off by turning the electromagnet on or off. If the magnetic field is generated by permanent magnets, on/off switching can be accomplished by mechanically changing the placement of the magnets from far to near, eg, within 5 mm of the transport vessel wall surface. Alternatively, if the magnetic field is generated by a permanent magnet, on/off switching can be accomplished by moving the container in or out of proximity (eg, within 5 mm) of the magnet. Also, loop conveyor devices may include several distinct magnetic field locations, wherein the distinct magnetic field locations within the devices may additionally require shielding. Additionally, mixing of the magnetic resin beads may be accomplished by placing the at least one transport vessel between two separate opposing magnetic fields that switch between an on state and an off state. Additionally, the use of at least one additional affinity-based magnetic purification or charge-based magnetic purification device connected in parallel to enable continuous processing is also contemplated herein.

연속적인 기계적 회전 시스템 장치 접근법Continuous Mechanical Rotation System Device Approach

친화도 기반 정제 및/또는 전하 기반 정제 단계 시스템을 수행하는 연속적인 기계적 회전 장치의 적어도 하나의 개스킷 리드와 용기 어셈블리 사이의 밀봉부는 개스킷을 압축하고, 리드가 밀봉된 3차원 형상으로 고정되도록 설계된 메커니즘에 의해 형성될 수 있다(도 21-23). 구현예들에서, 밀봉부를 형성하는 데 사용되는 메커니즘은 클램핑 시스템 또는 인터로킹 시스템(interlocking system)이다. 일부 구현예에서, 밀봉부를 형성하는 데 사용되는 메커니즘은 스크류 캡 시스템(screw cap system)이다. 다른 구현예에서, 밀봉부는 전동식 시스템(motorized system)으로 위에서부터 용기 위로 균일하게 리드를 아래로 기계적으로 눌러 형성된다. 측면들에서, 기계적 시스템 또는 로봇 시스템은 연속적인 작동이 가능하도록 여러 사이클들에 걸쳐 가역적이고 반복적인 방식으로 밀봉부가 재현가능하게 형성되고 파괴될 수 있도록 하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 가압 후 누출 테스트(leak test)를 사용하여 밀봉부의 무결성을 분석할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 리드에 있는 버퍼 유입구들은 원형 또는 와류형 혼합 흐름 패턴을 생성하도록 배치될 수 있다. 추가로, 연속 처리를 가능하게 하기 위해 병렬로 연결된 적어도 하나의 추가적인 친화도 기반 정제 또는 전하 기반 정제 장치의 사용도 본 명세서에서 고려된다.The seal between the container assembly and at least one gasket lid of a continuous mechanical rotating device that performs affinity-based purification and/or charge-based purification step systems is a mechanism designed to compress the gasket and secure the lid into a sealed three-dimensional shape. It can be formed by (Figs. 21-23). In embodiments, the mechanism used to form the seal is a clamping system or interlocking system. In some embodiments, the mechanism used to form the seal is a screw cap system. In another embodiment, the seal is formed by mechanically pressing the lid down evenly over the container from above with a motorized system. In aspects, a mechanical system or a robotic system may be used to enable the seal to be reproducibly formed and broken in a reversible and repeatable manner over several cycles to enable continuous operation. For example, the integrity of the seal can be analyzed using a leak test after pressurization. Additionally, the buffer inlets in at least one lead may be arranged to create a circular or vortex-like mixed flow pattern. Additionally, the use of at least one additional affinity-based purification or charge-based purification device connected in parallel to enable continuous processing is contemplated herein.

연속적인 단계적 선형 시스템 장치 접근법Continuous step-by-step linear system device approach

단계적 선형 시스템의 용기들은 연속적인 입력 흐름을 수용하도록 구성된다. 결합, 세척, 용출, 및 재생(친화도 기반 정제의 경우) 및 회합, 세척, 해리, 및 재생(전하 기반 정제의 경우) 공정 단계들은 각 용기를 자동화된 액체 취급이 가능한 매니폴드에 연결하여 수행된다(도 24 내지 25). 구현예들에서, 단계적 선형 시스템의 각 용기는 연속적인 작동을 가능하게 하기 위해 동시에 서로 다른 공정 단계들을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 하나의 용기가 결합 공정 단계를 수행하는 동안, 다른 용기는 용출 공정 단계를 수행할 수 있다.The vessels of the staged linear system are configured to receive a continuous input flow. Combine, wash, elution, and regeneration (for affinity-based purification) and association, wash, dissociation, and regeneration (for charge-based purification) process steps are performed by connecting each vessel to a manifold that allows automated liquid handling. It becomes (Figs. 24 to 25). In embodiments, each vessel of the staged linear system can be configured to perform different process steps simultaneously to enable continuous operation. For example, without intending to be limiting, one vessel may perform a combining process step while another vessel performs an elution process step.

연속적인 하이브리드 유체 소자 접근법Continuous Hybrid Fluid Device Approach

친화도 기반의 유체 정제 및/또는 전하 기반의 유체 정제 단계를 수행하는 연속적인 하이브리드 유체 소자의 적어도 하나의 자기장(도 28)은 전자석, 영구 자석(예를 들어, 네오디뮴 자석) 또는 패턴화된 자석에 의해 생성될 수 있다. 독립적인 영구 자석들은 국부적인 차폐가 필요할 수 있다. 또한, 높은 유속을 달성하기 위해서는 자성 컴포넌트들과 압전 컴포넌트들의 조합, 또는 자성 컴포넌트들과 유전영동 컴포넌트들의 조합이 정밀한 배치를 필요로 할 수 있다. 추가적인 직교류 채널 설계가 고려된다. 대안적으로, T-접속 채널(T-junction channel) 설계가 또한 고려된다. 또한, 등전점을 기반으로 하는 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)을 선택하기 위한 대략적인/미세한 스크린 접근 방식이다. 또한, 다중 용출 또는 해리가 고려된다. 평형 용기는 적절한 체류 시간을 갖는 배치식, 유가식, 연속 공급 및 배출 용기, 또는 플러그 흐름 반응기일 수 있다. 추가로, 여러 유체 소자들 또는 칩들을 직렬 또는 병렬로 다중화하여 친화도 기반 유체 정제 또는 전하 기반 유체 정제 모듈의 처리량을 증가시킨다. 또한, 연속 처리를 가능하게 하기 위해 병렬로 연결된 적어도 하나의 추가적인 친화도 기반 유체 정제 또는 전하 기반 유체 정제 장치의 사용도 본 명세서에서 고려된다.The magnetic field of at least one of the continuous hybrid fluid elements (FIG. 28) performing the affinity-based fluid purification and/or charge-based fluid purification steps may be an electromagnet, permanent magnet (eg, neodymium magnet), or a patterned magnet. can be created by Independent permanent magnets may require local shielding. Additionally, a combination of magnetic and piezoelectric components, or a combination of magnetic and dielectrophoretic components, may require precise placement to achieve high flow rates. Additional cross-flow channel designs are considered. Alternatively, a T-junction channel design is also contemplated. It is also a coarse/fine screen approach for selecting biological products of interest (eg, monoclonal antibodies) based on isoelectric point. Also, multiple elution or dissociation is contemplated. The equilibrium vessel may be a batch, fed-batch, continuous feed and discharge vessel, or a plug flow reactor with appropriate residence time. Additionally, multiple fluidic devices or chips are multiplexed in series or parallel to increase the throughput of the affinity-based fluid purification or charge-based fluid purification module. Also contemplated herein is the use of at least one additional affinity-based fluid purification or charge-based fluid purification device connected in parallel to enable continuous processing.

연속적인 접선 유동 여과 접근법Continuous tangential flow filtration approach

친화도 기반 TFF 정제 및 전하 기반 TFF 정제 모듈(도 31-32)의 평형 용기는 적절한 체류 시간을 갖는 배치식, 유가식, 연속 공급 및 배출 용기, 또는 플러그 흐름 반응기일 수 있다. 연속 작동, 버퍼 교환, 정용여과, 한외여과/정용여과, 정밀여과(microfiltration)/정용여과, 및/또는 농축을 가능하게 하는 추가적인 접선 유동 여과 시스템의 사용도 본 명세서에서 고려된다.The equilibrium vessels of the affinity-based TFF purification and charge-based TFF purification modules (FIGS. 31-32) can be batch, fed-batch, continuous feed and discharge vessels, or plug flow reactors with appropriate residence times. The use of additional tangential flow filtration systems that enable continuous operation, buffer exchange, diafiltration, ultrafiltration/diafiltration, microfiltration/diafiltration, and/or concentration are also contemplated herein.

연속적인 자유 흐름 전기영동 접근법Continuous free-flow electrophoresis approach

유체 흐름의 방향에 직각인 전기장은 수성 이온 용액 및/또는 pH 구배에서, 예를 들어, 본원에 기재된 바와 같이, 2개의 병렬판들 사이에 생성된 유체 채널, 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 또는 전기장 구배, 및 수성 이온 용액 및/또는 pH 구배를 포함하는 자유 흐름 전기영동 장치에서 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)을 정제하는 데 사용될 수 있다(도 33 내지 37). 유체 채널의 치수는 유속, 처리량, 분리 달성 시간, 확산 대역 확장(diffusive band broadening), 및 전기장의 크기에 따라 달라지며, 주울 열을 방산하는 냉각 시스템의 능력에 따라 추가로 달라진다. 또한, 채널 설계는 하나 이상의 버퍼 또는 양쪽성 전해질 시스템을 전달함으로써 pH 구배를 생성하기 위해 여러 개의 유입구들을 가질 수 있다. 인가 전압은 유속, pH 구배, 생물학적 생성물 전하 및/또는 등전점(예를 들어, 단클론 항체 등전점), 또는 주울 열을 방산하는 냉각 시스템의 능력에 따라 달라질 수 있다. 다양한 버퍼 및/또는 양쪽성 전해질 시스템은 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 목적하는 단클론 항체) 및 이의 고유한 등전점(pl)에 의존하므로 이의 전하를 조절하도록 선택된다. pH 및 이온 강도의 제어, 및 버퍼 및/또는 양쪽성 전해질 시스템 내의 유기염, 무기염, 산, 염기, 양쪽성 이온 및/또는 양쪽성 전해질의 사용을 통해 채널 전체에 걸쳐 연속적인 pH 구배 효과를 확립하는 것이 고려된다. 대안적으로, pH 구배는 원하는 구배, 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 연속 구배 또는 단계적 구배를 달성하기 위해 별개의 버퍼 및/또는 양쪽성 전해질 시스템을 전달하는 여러 개의 유입구들을 통해 계층화될 수 있다. 또한, 오로지 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)만을 정제하기 위해 대략적인 pH 구배와 미세한 pH 구배의 조합이 필요할 수 있다. 충분한 열 전달을 가능하게 하는 강력한 냉각 메커니즘(예를 들어, Peltier 소자, 순환하는 물/프로필렌 글리콜 재킷이 있는 열척)에 관한 고려사항도 고려된다. 자유 흐름 전기영동 장치의 다중화는 보다 높은 입력 유속, 및 따라서 보다 많은 처리량을 수용할 수 있다. 또한, 등전점 기반의 유체 정제 단계 동안 잔류하는 불활성화된 바이러스를 추가로 제거할 가능성이 고려된다.An electric field perpendicular to the direction of fluid flow is present in aqueous ionic solutions and/or pH gradients, e.g., as described herein, in a fluid channel created between two parallel plates, an electric field or electric field perpendicular to the direction of fluid flow It can be used to purify biological products (eg, monoclonal antibodies) in free flow electrophoresis devices comprising gradients, and aqueous ionic solutions and/or pH gradients (FIGS. 33-37). The dimensions of the fluid channel depend on the flow rate, throughput, time to achieve separation, diffuse band broadening, and magnitude of the electric field, and further depend on the ability of the cooling system to dissipate Joule heat. Additionally, the channel design may have multiple inlets to create a pH gradient by delivering one or more buffers or amphoteric electrolyte systems. The applied voltage may vary depending on the flow rate, pH gradient, biological product charge and/or isoelectric point (eg, monoclonal antibody isoelectric point), or the ability of the cooling system to dissipate Joule heat. The various buffers and/or amphoteric electrolyte systems are chosen to control their charge as they depend on the biological product of interest (eg, the monoclonal antibody of interest) and its inherent isoelectric point (pl). Control of pH and ionic strength and use of organic salts, inorganic salts, acids, bases, zwitterions and/or ampholytes in buffer and/or amphoteric electrolyte systems to achieve a continuous pH gradient effect across the channel. It is considered to establish Alternatively, the pH gradient may be stratified through several inlets delivering separate buffer and/or amphoteric electrolyte systems to achieve a desired gradient, eg, a continuous gradient or a stepwise gradient, without intent to limit. . Also, a combination of coarse and fine pH gradients may be required to purify only biological products (eg, monoclonal antibodies). Considerations regarding robust cooling mechanisms (eg Peltier element, thermal chuck with circulating water/propylene glycol jacket) to enable sufficient heat transfer are also considered. Multiplexing of free flow electrophoresis devices can accommodate higher input flow rates, and thus higher throughputs. Also considered is the possibility of further removal of inactivated virus remaining during the isoelectric point based fluid purification step.

표준 반연속 산업 다운스트림 공정들의 통합 Integration of standard semi-continuous industrial downstream processes

턴키 방식의 종단 간 공정(turn-key, end-to-end process)(예를 들어, 생물반응기 기반 단클론 항체 생산부터 최종 형태의 생물학적 생성물 획득까지)을 가능하게 하기 위해, 표준 반연속 산업 다운스트림 공정 장비(및 단계들)를 정제된 생물학적 생성물(예를 들어, 단클론 항체)을 추가로 정제, 버퍼 교환, 및 농축하기 위한 본원에 기재된 공정에 추가할 수 있다(도 48 및 49).To enable turn-key, end-to-end processes (e.g., from bioreactor-based monoclonal antibody production to final form biological product acquisition), standard semi-continuous industry downstream Process equipment (and steps) can be added to the processes described herein for further purification, buffer exchange, and concentration of purified biological products (eg, monoclonal antibodies) (FIGS. 48 and 49).

지정된 바이러스 불활성화 및 여과 단계는 바이러스 불활성화 및 제거가 모듈에 의해 적절하게 수행되는 경우 필요하거나 필요하지 않을 수 있다(예를 들어, MVM 및 MuLV 바이러스의 경우 LRV > 4). 하지만, 본 명세서에서는 지정된 바이러스 불활성화 및 여과 단계의 추가가 고려된다.Specified virus inactivation and filtration steps may or may not be necessary if virus inactivation and removal is properly performed by the module (eg LRV > 4 for MVM and MuLV viruses). However, the addition of designated viral inactivation and filtration steps is contemplated herein.

본원에 기재된 연속 공정 모듈에 의해 달성된 생물학적 생성물의 순도(예를 들어, 단클론 항체의 순도)에 따라, 기성품(off-the-shelf) 접선 유동 여과(TFF), 한외여과/정용여과(UF/DF), 또는 유가식 또는 관류 모드에서 실행되는 고성능 접선 유동 여과(HP-TFF) 기술은 바이알 충전, 동결건조, 필터 멸균, 최종 멸균, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있는 충전-마무리 작업 전에 최종 생물학적 생성물을 추가로 정제, 버퍼 교환, 또는 농축하는 데 사용될 수 있다. 또한, 공정 중 분석 테스트 및/또는 인라인 분석 측정 기술을 위한 인라인 샘플링 포트들이 고려된다.Depending on the purity of the biological product (e.g., that of a monoclonal antibody) achieved by the continuous process modules described herein, off-the-shelf tangential flow filtration (TFF), ultrafiltration/diafiltration (UF/ DF), or high-performance tangential flow filtration (HP-TFF) technology run in fed-batch or perfusion mode is a final filter prior to fill-finish operations that may include vial filling, lyophilization, filter sterilization, terminal sterilization, or combinations thereof. It can be used to further purify, buffer exchange, or concentrate biological products. Also contemplated are in-line sampling ports for in-process analytical testing and/or in-line analytical measurement techniques.

방법method

본원에 기재된 공정을 이용하는 것을 포함하는, 정상 상태에서 생물학적 생성물을 생성하는 생물반응기로부터 유래된 불균질 혼합물로부터 상기 생물학적 생성물을 연속적으로 정제하는 방법이 본원에 제공된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "정상 상태" 또는 "동적 평형"이라는 용어는 섭동이 있거나 없는 상태에서 시간이 지남에 따라 안정하게 유지되는 시스템 또는 공정을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 발현 숙주 세포, 예를 들어, 포유동물 세포(예를 들어, CHO 세포) 또는 박테리아 세포(예를 들어, 대장균(E. coli))가 일정한 환경 조건에서 생리학적 정상 상태로 성장할 수 있는, 정상 상태에서 상기 생물학적 생성물을 생산하는 생물반응기가 제공된다. 이러한 정상 상태에서 성장은 일정한 특정 세포 배양 성장 속도로 발생하고, 모든 배양 파라미터는 일정하게 유지된다(배양 부피, 용존 산소 농도, 영양분 및 제품 농도, pH, 세포 밀도 등). 또한, 환경 조건은, 시간이 지남에 따라 생물학적 생성물의 정상 상태 생산을 유지하기 위해 생물반응기(예를 들어, 유가식, 관류, 또는 케모스탯 생물반응기) 고유의 피드백 메커니즘(예를 들어, 공급/배출 시스템)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 세포 밀도는 시간이 지남에 따라 일정하게 유지된다. 다른 예에서, 단백질 농도는 시간이 지남에 따라 일정하게 유지된다.Provided herein is a method for continuously purifying a biological product from a heterogeneous mixture derived from a bioreactor producing the biological product at steady state, comprising using the process described herein. As used herein, the terms “steady state” or “dynamic equilibrium” can refer to a system or process that remains stable over time with or without perturbations. For example, an expression host cell, such as a mammalian cell (eg, a CHO cell) or a bacterial cell (eg, E. coli ), can grow to a physiological steady state under constant environmental conditions. A bioreactor is provided that produces the biological product at steady state. In this steady state, growth occurs at a constant specific cell culture growth rate, and all culture parameters remain constant (culture volume, dissolved oxygen concentration, nutrient and product concentrations, pH, cell density, etc.). In addition, environmental conditions may be affected by feedback mechanisms inherent in a bioreactor (e.g., fed-batch, perfusion, or chemostat bioreactor) (e.g., feed/ discharge system). For example, cell density remains constant over time. In another example, the protein concentration is held constant over time.

본원에 기재된 모듈들(예를 들어, 동적 여과 모듈, 친화도 기반의 자성 정제 모듈, 양전하 기반의 자성 정제 모듈, 음전하 기반의 자성 정제 모듈, 친화도 기반 정제 모듈, 양전하 기반 정제 모듈, 음전하 기반 정제 모듈, 친화도 기반의 유체 정제 모듈, 양전하 기반의 유체 정제 모듈, 음전하 기반의 유체 정제 모듈, 친화도 기반 TFF 정제 모듈, 양전하 기반 TFF 정제 모듈, 음전하 기반 TFF 정제 모듈, 및/또는 등전점 기반의 유체 정제 모듈) 중 적어도 하나의 모듈을 이용하는 것을 포함하는, 정상 상태에서 생물학적 생성물을 생산하는 생물반응기로부터 유래된 불균질 혼합물로부터 상기 생물학적 생성물을 연속적으로 정제하는 방법이 개시되어 있다.Modules described herein (e.g., dynamic filtration module, affinity-based magnetic purification module, positive charge-based magnetic purification module, negative charge-based magnetic purification module, affinity-based purification module, positive charge-based purification module, negative charge-based purification module) module, affinity based fluid purification module, positive charge based fluid purification module, negative charge based fluid purification module, affinity based TFF purification module, positive charge based TFF purification module, negative charge based TFF purification module, and/or isoelectric point based fluid purification module A method for continuously purifying a biological product from a heterogeneous mixture derived from a bioreactor that produces the biological product at steady state, comprising utilizing at least one of the purification modules.

추가로, 본원에 기재된 모듈들(예를 들어, 동적 여과 모듈, 친화도 기반의 자성 정제 모듈, 양전하 기반의 자성 정제 모듈, 음전하 기반의 자성 정제 모듈, 친화도 기반 정제 모듈, 양전하 기반 정제 모듈, 음전하 기반 정제 모듈, 친화도 기반의 유체 정제 모듈, 양전하 기반의 유체 정제 모듈, 음전하 기반의 유체 정제 모듈, 친화도 기반 TFF 정제 모듈, 양전하 기반 TFF 정제 모듈, 음전하 기반 TFF 정제 모듈, 및/또는 등전점 기반의 유체 정제 모듈) 중 적어도 하나의 모듈을 이용하는 것을 포함하는, 생물학적 생성물을 생산하는 생물반응기로부터 유래된 불균질 혼합물로부터 상기 생물학적 생성물을 정제하는 방법도 개시되어 있다. 예를 들어, 본원에 기재된 모듈들(예를 들어, 동적 여과 모듈, 친화도 기반의 자성 정제 모듈, 양전하 기반의 자성 정제 모듈, 음전하 기반의 자성 정제 모듈, 친화도 기반 정제 모듈, 양전하 기반 정제 모듈, 음전하 기반 정제 모듈, 친화도 기반의 유체 정제 모듈, 양전하 기반의 유체 정제 모듈, 음전하 기반의 유체 정제 모듈, 친화도 기반 TFF 정제 모듈, 양전하 기반 TFF 정제 모듈, 음전하 기반 TFF 정제 모듈, 및/또는 등전점 기반의 유체 정제 모듈) 중 적어도 하나의 모듈은 당업계에 공지된 현재의 배치식, 단일 사용, 또는 반연속 공정에서 이용되는 전통적인 정제 기술을 대체하거나 이에 추가하여 사용될 수 있다.In addition, the modules described herein (e.g., dynamic filtration module, affinity-based magnetic purification module, positive charge-based magnetic purification module, negative charge-based magnetic purification module, affinity-based purification module, positive charge-based purification module, negative charge based purification module, affinity based fluid purification module, positive charge based fluid purification module, negative charge based fluid purification module, affinity based TFF purification module, positive charge based TFF purification module, negative charge based TFF purification module, and/or isoelectric point A method for purifying a biological product from a heterogeneous mixture derived from a bioreactor producing the biological product is also disclosed, comprising using at least one module of a fluid purification module based on the biological product. For example, the modules described herein (e.g., dynamic filtration module, affinity-based magnetic purification module, positive charge-based magnetic purification module, negative charge-based magnetic purification module, affinity-based purification module, positive charge-based purification module) , negative charge based purification module, affinity based fluid purification module, positive charge based fluid purification module, negative charge based fluid purification module, affinity based TFF purification module, positive charge based TFF purification module, negative charge based TFF purification module, and/or At least one of the isoelectric point-based fluid purification modules) may be used in place of or in addition to traditional purification techniques used in current batch, single use, or semi-continuous processes known in the art.

대안적으로, 본원에 기재된 모듈들(예를 들어, 동적 여과 모듈, 친화도 기반의 자성 정제 모듈, 양전하 기반의 자성 정제 모듈, 음전하 기반의 자성 정제 모듈, 친화도 기반 정제 모듈, 양전하 기반 정제 모듈, 음전하 기반 정제 모듈, 친화도 기반의 유체 정제 모듈, 양전하 기반의 유체 정제 모듈, 음전하 기반의 유체 정제 모듈, 친화도 기반 TFF 정제 모듈, 양전하 기반 TFF 정제 모듈, 음전하 기반 TFF 정제 모듈, 및/또는 등전점 기반의 유체 정제 모듈) 중 적어도 하나의 모듈을 이용하는 것을 포함하는, 생물학적 생성물을 생산하는 생물반응기로부터 유래되지 않은 혼합물로부터 상기 생물학적 생성물을 정제하는 방법도 개시되어 있다. 예를 들어, 본원에 기재된 모듈들(예를 들어, 동적 여과 모듈, 친화도 기반의 자성 정제 모듈, 양전하 기반의 자성 정제 모듈, 음전하 기반의 자성 정제 모듈, 친화도 기반 정제 모듈, 양전하 기반 정제 모듈, 음전하 기반 정제 모듈, 친화도 기반의 유체 정제 모듈, 양전하 기반의 유체 정제 모듈, 음전하 기반의 유체 정제 모듈, 친화도 기반 TFF 정제 모듈, 양전하 기반 TFF 정제 모듈, 음전하 기반 TFF 정제 모듈, 및/또는 등전점 기반의 유체 정제 모듈) 중 적어도 하나의 모듈은 당업계에 공지된 현재의 배치식, 단일 사용, 또는 반연속 공정에서 이용되는 전통적인 정제 기술을 대체하거나 이에 추가하여 사용될 수 있다.Alternatively, the modules described herein (e.g., dynamic filtration module, affinity-based magnetic purification module, positive charge-based magnetic purification module, negative charge-based magnetic purification module, affinity-based purification module, positive charge-based purification module) , negative charge based purification module, affinity based fluid purification module, positive charge based fluid purification module, negative charge based fluid purification module, affinity based TFF purification module, positive charge based TFF purification module, negative charge based TFF purification module, and/or A method for purifying a biological product from a mixture not derived from a bioreactor producing the biological product is also disclosed, comprising using at least one module of an isoelectric point based fluid purification module). For example, the modules described herein (e.g., dynamic filtration module, affinity-based magnetic purification module, positive charge-based magnetic purification module, negative charge-based magnetic purification module, affinity-based purification module, positive charge-based purification module) , negative charge based purification module, affinity based fluid purification module, positive charge based fluid purification module, negative charge based fluid purification module, affinity based TFF purification module, positive charge based TFF purification module, negative charge based TFF purification module, and/or At least one of the isoelectric point-based fluid purification modules) may be used in place of or in addition to traditional purification techniques used in current batch, single use, or semi-continuous processes known in the art.

본원에 설명된 바와 같이, "모듈(module)" 또는 "모듈식(modular)"이라는 용어는 단독으로 또는 임의의 조합으로 사용될 수 있는 개개의 구별되는 부분들(예를 들어, 동적 여과 모듈, 친화도 기반의 자성 정제 모듈, 양전하 기반의 자성 정제 모듈, 음전하 기반의 자성 정제 모듈, 친화도 기반의 유체 정제 모듈, 양전하 기반의 유체 정제 모듈, 음전하 기반의 유체 정제 모듈 및/또는 등전점 기반의 유체 정제 모듈)을 지칭할 수 있다. 또한, 공정은 상기 기재된 모듈들 중 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 용어 "모듈식"은 복수의 모듈 단위(modular unit)들로 구성되고, 다양한 구조적 형태들로 구성될 수 있는 구조물을 지칭하고 의미할 수 있다. 예를 들어, 모듈 단위들은 수송 시스템 또는 연속 유체 취급 시스템의 형태로 함께 연결될 수 있다. 또한, 각 모듈들 내에는 공정 중 분석 테스트 및/또는 인라인 분석 측정 기술을 위한 인라인 샘플링 포트들이 고려된다.As used herein, the term “module” or “modular” refers to individual distinct parts (e.g., dynamic filtration module, affinity Degree-based magnetic purification module, positive charge-based magnetic purification module, negative charge-based magnetic purification module, affinity-based fluid purification module, positive charge-based fluid purification module, negative charge-based fluid purification module and/or isoelectric point-based fluid purification module module). Additionally, the process may include one or more of the modules described above. The term “modular” refers to and can mean a structure that is composed of a plurality of modular units and can be composed of various structural forms. For example, modular units may be connected together in the form of a transport system or continuous fluid handling system. Also contemplated within each module are in-line sampling ports for in-process analytical testing and/or in-line analytical measurement techniques.

일반 정의general definition

하기 정의는 본 주제를 이해하고, 첨부된 특허 청구범위를 구성하기 위해 포함된다. 본원에 사용된 약어는 화학 및 생물 분야 내에서 통상적인 의미를 갖는다.The following definitions are included to understand the present subject matter and constitute the scope of the appended claims. Abbreviations used herein have their conventional meaning within the chemical and biological arts.

본 발명의 다양한 구현예들 및 측면들이 본 명세서에 나타나고 설명되어 있지만, 이러한 구현예들 및 측면들은 단지 예시로 제공된다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 이제, 본 발명을 벗어나지 않으면서 많은 변형, 변경, 및 치환이 당업자에 의해 만들어질 것이다. 본원에 기재된 본 발명의 구현예들에 대한 다양한 대안들이 본 발명을 실시하는 데 이용될 수 있음을 이해해야 한다.Although various implementations and aspects of the invention have been shown and described herein, it will be apparent to those skilled in the art that these implementations and aspects are provided by way of example only. Now, many modifications, alterations, and substitutions will be made by those skilled in the art without departing from the invention. It should be understood that various alternatives to the embodiments of the invention described herein may be used in practicing the invention.

본원에 사용된 섹션 제목은 구성적 목적으로만 사용되며, 설명된 주제를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 특허, 특허 출원, 소논문(article), 서적, 매뉴얼, 및 논문(treatise)을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 본원에 인용된 모든 문서, 또는 문서의 일부는 임의의 목적을 위해 이들의 전문이 참조로 본원에 명시적으로 포함되어 있다.Section headings used herein are for organizational purposes only and should not be construed as limiting the subject matter described. All documents, or portions of documents, cited herein, including but not limited to patents, patent applications, articles, books, manuals, and treatises, are incorporated by reference in their entirety for any purpose. are expressly incorporated herein.

달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 기술 및 과학 용어들은 당업자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 예를 들어, 문헌[참조: Singleton et al., DICTIONARY OF MICROBIOLOGY AND MOLECULAR BIOLOGY 2nd ed., J. Wiley & Sons (New York, NY 1994); Sambrook et al., MOLECULAR CLONING, A LABORATORY MANUAL, Cold Springs Harbor Press (Cold Springs Harbor, NY 1989)]을 참조한다. 본원에 설명된 것과 유사하거나 동등한 임의의 방법, 장치, 및 재료가 본 발명의 실시에 사용될 수 있다. 하기 정의는 본원에서 자주 사용되는 특정 용어들의 이해를 돕기 위해 제공되며, 본 발명의 범위를 제한하려는 것은 아니다.Unless defined otherwise, technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. See, eg, Singleton et al., DICTIONARY OF MICROBIOLOGY AND MOLECULAR BIOLOGY 2nd ed., J. Wiley & Sons (New York, NY 1994); Sambrook et al., MOLECULAR CLONING, A LABORATORY MANUAL, Cold Springs Harbor Press (Cold Springs Harbor, NY 1989). Any methods, devices, and materials similar or equivalent to those described herein can be used in the practice of the present invention. The following definitions are provided to aid understanding of certain terms frequently used herein and are not intended to limit the scope of the present invention.

구체적으로 언급되거나 문맥상 명백하지 않은 한, 본 명세서에서 사용된 용어 "또는"은 포괄적인 것으로 이해된다. 구체적으로 언급되거나 문맥상 명백하지 않은 한, 본 명세서에서 사용된 용어 "a", "an", 및 "the"는 단수 또는 복수로 이해된다.Unless specifically stated or otherwise apparent from context, the term “or” as used herein is understood to be inclusive. Unless specifically stated or otherwise apparent from context, the terms "a", "an", and "the" as used herein are to be understood in the singular or plural.

숫자 범위, 컷오프, 또는 특정 값과 관련하여 사용될 때 "약"이라는 용어는 언급된 값이 나열된 값에서 최대 25%까지 달라질 수 있음을 나타내는 데 사용된다. 본원에 사용된 많은 수치 값들이 실험적으로 결정되기 때문에, 이러한 결정이 서로 다른 실험들 간에 달라질 수 있고 종종 달라질 것이라는 점을 당업자는 이해해야 한다. 본원에 사용된 값들은 이러한 고유한 변동으로 인해 과도하게 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 용어 "약"은 명시된 값에서 ±25% 이하의 변동, ±20% 이하의 변동, 10% 이하의 변동, ±5% 이하의 변동, ±1% 이하의 변동, ±0.5% 이하의 변동, 또는 ±0.1% 이하의 변동을 포함하는 데 사용된다. 약은 명시된 값의 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%, 0.1%, 0.05%, 또는 0.01% 이내인 것으로 이해될 수 있다. 문맥상 달리 명백하지 않는 한, 본원에 제공된 모든 수치 값들은 "약"이라는 용어로 수식된다.The term "about" when used in reference to a range of numbers, cutoffs, or specific values is used to indicate that the stated value may vary from the recited value by up to 25%. It should be understood by those skilled in the art that, since many of the numerical values used herein have been determined empirically, such determinations can and often will vary between different experiments. The values used herein should not be considered unduly limiting due to these inherent variations. The term "about" means no more than ±25% variation, no more than ±20% variation, no more than 10% variation, no more than ±5% variation, no more than ±1% variation, no more than ±0.5% variation, or Used to include variations of ±0.1% or less. A drug is within 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%, 0.1%, 0.05%, or 0.01% of the specified value. can be understood Unless the context clearly indicates otherwise, all numerical values provided herein are qualified with the term "about".

본원에 제공된 범위들은 범위 내의 모든 값들에 대한 약기(shorthand)인 것으로 이해된다. 예를 들어, 1 내지 60의 범위는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 또는 50으로 이루어진 그룹으로부터의 임의의 숫자, 숫자들의 조합 또는 하위 범위(sub-range), 뿐만 아니라, 예를 들어, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 및 1.9와 같이 앞서 언급된 정수들 사이의 모든 중간 소수점 값들을 포함하는 것으로 이해된다. 하위 범위와 관련하여, 범위의 끝점에서 확장되는 "내포된 하위 범위(nested sub-range)"가 구체적으로 고려된다. 예를 들어, 1 내지 60의 예시적인 범위의 내포된 하위 범위는 한 방향으로 1 내지 10, 1 내지 20, 1 내지 30, 및 1 내지 40을 포함하거나, 또는 다른 방향으로 50 내지 40, 50 내지 30, 50 내지 20, 및 50 내지 10을 포함할 수 있다.Ranges provided herein are understood to be shorthand for all values within the range. For example, a range of 1 to 60 is 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, Any number, combination or sub-range of numbers from the group consisting of 46, 47, 48, 49, or 50, as well as, for example, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, It is understood to include all intermediate decimal values between the aforementioned integers, such as 1.7, 1.8, and 1.9. With respect to sub-ranges, "nested sub-ranges" extending from the endpoints of the range are specifically contemplated. For example, nested subranges of the exemplary range of 1 to 60 include 1 to 10, 1 to 20, 1 to 30, and 1 to 40 in one direction, or 50 to 40, 50 to 50 in the other direction. 30, 50 to 20, and 50 to 10.

본원에서 사용되는 용어 "대상체(subject)"는 동물계의 살아있는 구성원을 지칭한다. 구현예들에서, 상기 대상체는 자연적으로 질병을 앓을 수 있는 개인을 포함하는 종의 구성원이다. 구현예들에서, 상기 대상체는 포유동물이다. 포유동물의 비제한적 예로는 설치류(예를 들어, 마우스 및 랫트), 영장류(예를 들어, 여우원숭이, 부시베이비, 원숭이, 유인원, 및 인간), 토끼, 개, 말, 고양이, 가축(예를 들어, 돼지, 소, 당나귀, 노새, 들소, 염소, 낙타, 및 양)이 포함된다. 구현예들에서, 상기 대상체는 인간이다.As used herein, the term “subject” refers to a living member of the animal kingdom. In embodiments, the subject is a member of a species that includes individuals who are naturally susceptible to the disease. In embodiments, the subject is a mammal. Non-limiting examples of mammals include rodents (e.g., mice and rats), primates (e.g., lemurs, bushbabies, monkeys, apes, and humans), rabbits, dogs, horses, cats, livestock (e.g., eg, pigs, cattle, donkeys, mules, bison, goats, camels, and sheep). In embodiments, the subject is a human.

본 명세서에서 사용된 용어 "~에 근접한 곳 이내" 또는 "~의 근접한 곳 이내"는 거리(즉, 예를 들어, 자석 또는 자기장과 수송 용기 벽 또는 직교류 채널 사이의 거리)가 약 1cm 미만, 예를 들어, 약 5mm 미만임을 지칭한다.As used herein, the term "within the proximity of" or "within the proximity of" means that a distance (i.e., for example, the distance between a magnet or magnetic field and a transport vessel wall or cross-flow channel) is less than about 1 cm; For example, less than about 5 mm.

"포함하는(including)", "함유하는(containing)", 또는 "~을 특징으로 하는(characterized by)"과 동의어인 접속 용어(transitional term) "포함하는(comprising)"은 포괄적이거나 개방적이며, 추가의 언급되지 않은 요소들 또는 방법 단계들을 배제하지 않는다. "이루어진(consisting of)"이라는 접속 어구는 청구범위에 명시되지 않은 임의의 요소, 단계, 또는 성분을 배제한다. "필수적으로 이루어진(consisting essentially of)"이라는 접속 어구는 청구범위의 범위를, 명시된 재료들 또는 단계들과 청구된 발명의 기본적이고 신규한 특성(들)에 실질적으로 영향을 미치지 않는 것들로 제한한다.The transitional term “comprising,” which is synonymous with “including,” “containing,” or “characterized by,” is inclusive or open-ended; Additional unrecited elements or method steps are not excluded. The conjunction phrase "consisting of" excludes any element, step, or ingredient not specified in a claim. The conjunction phrase "consisting essentially of" limits the scope of the claim to the specified materials or steps and those that do not materially affect the basic and novel characteristic(s) of the claimed invention. .

본 명세서 및 청구범위에서, "~ 중 적어도 하나(at least one of)" 또는 "~ 중 하나 이상(one or more of)"과 같은 어구는 요소들 또는 특징들의 연결 목록 뒤에 나올 수 있다. "및/또는(and/or)"이라는 용어는 2개 이상의 요소들 또는 특징들의 목록에도 나올 수 있다. 이러한 어구가 사용되는 문맥에 의해 달리 암시적으로 또는 명시적으로 모순되지 않는 한, 이러한 어구는 나열된 요소들 또는 특징들 중 어느 것을 개별적으로 의미하거나, 또는 언급된 요소들 또는 특징들 중 어느 것을 임의의 다른 언급된 요소들 또는 특징들과 조합된 것을 의미하는 것으로 의도된다. 예를 들어, "A와 B 중 적어도 하나"; "A와 B 중 하나 이상"; 및 "A 및/또는 B"라는 어구는 각각 "A 단독, B 단독, 또는 A와 B 함께"를 의미하는 것으로 의도된다. 3개 이상의 항목들을 포함하는 목록에 대해서도 유사한 해석이 의도된다. 예를 들어, "A, B, 및 C 중 적어도 하나"; "A, B, 및 C 중 하나 이상"; 및 "A, B, 및/또는 C"라는 어구는 각각 "A 단독, B 단독, C 단독, A와 B 함께, A와 C 함께, B와 C 함께, 또는 A와 B와 C 함께"를 의미하는 것으로 의도된다. 또한, 상기 및 청구범위에서 "~에 기반하여(based on)"라는 용어의 사용은 언급되지 않은 특징 또는 요소가 또한 허용되도록 "적어도 부분적으로 기반하여"를 의미하는 것으로 의도된다.In this specification and claims, phrases such as "at least one of" or "one or more of" may appear after a linked list of elements or features. The term “and/or” can also appear in a list of two or more elements or features. Unless otherwise implicitly or explicitly contradicted by the context in which such phrases are used, such phrases mean any of the listed elements or features individually, or any of the recited elements or features. It is intended to mean in combination with other recited elements or features of. For example, "at least one of A and B"; "at least one of A and B"; and “A and/or B” are each intended to mean “A alone, B alone, or A and B together.” A similar interpretation is intended for lists containing three or more items. For example, "at least one of A, B, and C"; “at least one of A, B, and C”; and the phrases "A, B, and/or C" means "A alone, B alone, C alone, A and B together, A and C together, B and C together, or A and B and C together", respectively. it is intended to Also, the use of the term "based on" above and in the claims is intended to mean "at least partially based on" such that features or elements not recited are also permitted.

용어 "기계적으로 평탄한(mechanically smooth)" 또는 "실질적으로 평탄한(substantially smooth)"은 약 0.01 내지 약 0.1의 낮은 정적 마찰 계수를 갖는 재료의 접촉 표면을 설명하기 위해 본 명세서에서 상호교환적으로 사용된다.The terms "mechanically smooth" or "substantially smooth" are used interchangeably herein to describe a material's contact surface having a low static coefficient of friction of about 0.01 to about 0.1. .

"하이브리드 유체 소자(hybrid fluidic device)" 또는 "하이브리드 유체 칩(hybrid fluidic chip)"이라는 용어는 직교류 채널 역학; 자기영동 역학; 및 음파영동 또는 유전영동 역학 중 어느 것;을 함께 결합하여 높은 유속에서 자성 수지 비드들을 조작하는 유체 흐름 소자 또는 칩을 설명하기 위해 본 명세서에서 상호교환적으로 사용된다. 또한, 하이브리드 유체 소자는 동전기적(electrokinetic) 또는 모세관 흐름 역학(capillary flow dynamic)을 포함할 수도 있다. 본 명세서의 일부 측면들에서, 하이브리드 유체 소자 또는 칩은 직교류 채널, 적어도 하나의 자기장, 및 적어도 하나의 압전 컴포넌트(예를 들어, 압전 결정)를 포함한다. 본 명세서의 다른 측면들에서, 하이브리드 유체 소자 또는 칩은 직교류 채널, 적어도 하나의 자기장, 및 적어도 하나의 유전영동 전극을 포함한다. 하이브리드 유체 소자 또는 칩은 마이크로유체, 메조유체, 밀리유체, 매크로유체, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 하이브리드 유체 소자는 직교류 채널, 적어도 하나의 자기장, 및 적어도 하나의 유전영동 전극을 포함하는 마이크로유체 소자일 수 있다.The terms “hybrid fluidic device” or “hybrid fluidic chip” refer to cross-flow channel dynamics; magnetophoretic dynamics; and either phonophoresis or dielectrophoretic mechanics; are used interchangeably herein to describe a fluid flow device or chip that manipulates magnetic resin beads at high flow rates. Also, the hybrid fluid element may include electrokinetic or capillary flow dynamics. In some aspects of the present disclosure, a hybrid fluidic element or chip includes a cross-flow channel, at least one magnetic field, and at least one piezoelectric component (eg, a piezoelectric crystal). In other aspects of the present disclosure, a hybrid fluidic device or chip includes a cross-flow channel, at least one magnetic field, and at least one dielectrophoretic electrode. A hybrid fluidic device or chip can be a microfluidic, mesofluidic, millifluidic, macrofluidic, or any combination thereof. For example, without intending to be limiting, a hybrid fluidic device can be a microfluidic device that includes a cross-flow channel, at least one magnetic field, and at least one dielectrophoretic electrode.

"접선 유동 여과(TFF) 시스템", "고성능 접선 유동 여과(HP-TFF) 시스템", 및 "직교류 여과 시스템(CFF)"이라는 용어는, 다공성 멤브레인 면과 평행한 흐름 경로의 공급 용기로부터 샘플 용액이 공급되어 한 분획이 멤브레인을 직각으로 통과하도록 하고(예를 들어, 투과액), 나머지 샘플 용액은 샘플 공급 용기로 다시 재순환되어(예를 들어, 잔류액) 정밀여과, 한외여과, 정용여과, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 샘플 용액을 정제할 수 있도록 하는 장비 및 제어 시스템을 지칭하기 위해 본 명세서에서 상호교환적으로 사용된다. 멤브레인은 하전되거나 하전되지 않은 평판 또는 중공 섬유 형상일 수 있다. 또한, 접선 유동 여과 및 직교류 여과 시스템은 유체역학적 크기(hydrodynamic size)로 10배 차이를 기반으로 하는 분리를 통해 생체분자(biomolecule)를 정제하는 데 사용되는 1차원 시스템으로 정의된다. 이와 달리, 고성능 접선 유동 여과 시스템은 전하 특징의 차이와 유체역학적 크기로 10배 차이를 기반으로 하는 분리를 통해 생체분자를 정제하는 2차원 시스템으로 정의된다.The terms "tangential flow filtration (TFF) system", "high performance tangential flow filtration (HP-TFF) system", and "cross flow filtration system (CFF)" refer to a sample from a supply vessel in a flow path parallel to the porous membrane face. A solution is supplied so that one fraction passes orthogonally through the membrane (e.g., permeate) and the remaining sample solution is recycled back to the sample supply vessel (e.g., retentate) for microfiltration, ultrafiltration, or diafiltration. , or any combination thereof, are used interchangeably herein to refer to equipment and control systems that allow purification of a sample solution. The membrane may be in the form of a charged or uncharged flat plate or hollow fiber. In addition, tangential flow filtration and cross-flow filtration systems are defined as one-dimensional systems used to purify biomolecules through separation based on 10-fold differences in hydrodynamic size. In contrast, high-performance tangential flow filtration systems are defined as two-dimensional systems that purify biomolecules through separation based on differences in charge characteristics and 10-fold differences in hydrodynamic size.

본 명세서에서 사용된 용어 "정밀여과기(microfilter)", "정밀여과액(microfiltrate)" 또는 "정밀여과(microfiltration)"는 수지 비드들을 농축하기 위해 0.1마이크론보다 큰 기공 크기를 갖는 멤브레인을 이용하는 TFF 공정을 지칭한다.As used herein, the terms "microfilter", "microfiltrate" or "microfiltration" refer to a TFF process that utilizes a membrane with a pore size greater than 0.1 micron to concentrate resin beads. refers to

본 명세서에서 사용된 용어 "한외여과기(ultrafilter)" 또는 "한외여과액(ultrafiltrate)" 또는 "한외여과(ultrafiltration)"는 생물학적 생성물(예를 들어, 단백질 또는 이의 단편(폴리펩티드), 항체 또는 이의 단편, 사이토카인, 케모카인, 효소, 또는 성장 인자)을 농축하기 위해 0.1마이크론 미만의 기공 크기를 갖는 멤브레인을 이용하는 TFF 공정을 지칭한다.As used herein, the term "ultrafilter" or "ultrafiltrate" or "ultrafiltration" refers to a biological product (eg, a protein or fragment thereof (polypeptide), an antibody or fragment thereof). , cytokines, chemokines, enzymes, or growth factors) using membranes with a pore size of less than 0.1 micron.

본 명세서에서 사용된 용어 "정용여과기(diafilter)", "정용여과액(diafiltrate)" 또는 "정용여과(diafiltration)"는 정밀여과 또는 한외여과에 의해 생성된 잔류액을 버퍼 용액으로 희석한 후 각각 재정밀여과 또는 재한외여과하여 잔류액을 추가로 정제하거나 버퍼 교환을 가능하게 하는 TFF 공정을 지칭한다.As used herein, the terms “diafilter,” “diafiltrate,” or “diafiltration” refer to dilution of the residual liquid produced by microfiltration or ultrafiltration with a buffer solution, respectively. Refinement or reultrafiltration refers to a TFF process in which the retentate is further purified or buffer exchange is possible.

본 명세서에서 사용된 용어 "디아볼륨(diavolume)"은 초기 잔류액 부피와 비교된 단위 TFF 작업에서 이용되는 정용여과 버퍼의 부피를 지칭한다.As used herein, the term “diavolume” refers to the volume of diafiltration buffer used in a unit TFF run compared to the initial retentate volume.

"자유 흐름 전기영동" 및 "등전점 기반 유체 정제"라는 용어는 전하, 등전점, 전기영동 이동성, 또는 이들의 임의의 조합을 기반으로 하여 생물학적 생성물을 분리하는 연속 흐름 공정을 나타내기 위해 본 명세서에서 상호교환적으로 사용된다. 본 명세서의 일부 측면들에서, 자유 흐름 전기영동은 등전 집속(IEF-FFE), 띠전기영동(ZE-FFE), 등속 전기영동, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 서로 다른 작동 모드를 갖는다.The terms "free flow electrophoresis" and "isoelectric point based fluid purification" are used interchangeably herein to refer to a continuous flow process that separates biological products based on charge, isoelectric point, electrophoretic mobility, or any combination thereof. used interchangeably. In some aspects of this disclosure, free flow electrophoresis is performed by different electrophoresis including but not limited to isoelectric focusing (IEF-FFE), zone electrophoresis (ZE-FFE), isokinetic electrophoresis, or any combination thereof. has a mode of operation.

본 명세서에서 사용된 용어 "등전점" 또는 "pI"는 단백질이 전하 중성이거나 순 전하를 갖지 않는 pH를 지칭한다.As used herein, the term "isoelectric point" or "pI" refers to the pH at which a protein is charge neutral or has no net charge.

본원에 사용된 바와 같은 pH 구배는 "대략적인 pH 구배" 또는 "미세한 pH 구배"를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 대략적인 pH 구배는 pH가 약 2 내지 약 10, 또는 약 2 내지 약 9, 또는 약 2 내지 약 8, 또는 2 내지 약 7, 또는 2 내지 약 5, 또는 2 내지 약 4, 또는 약 2 내지 약 3인 pH 범위(또는 구배)를 지칭한다. 또한, 대략적인 pH 구배는 약 5 내지 약 8의 pH 범위일 수 있다. 대안적으로, 미세한 pH 구배는 1 pH 단위 내의 pH 구배(예를 들어, pH 변화)를 지칭한다. 예를 들어, pH 범위는 약 7.0 내지 약 8.0, 또는 약 7.1 내지 약 8.0, 또는 약 7.2 내지 약 8.0, 또는 약 7.3 내지 약 8.0, 또는 약 7.4 내지 약 8.0, 또는 약 7.4 내지 약 8.0, 또는 약 7.5 내지 약 8.0, 또는 약 7.6 내지 약 8.0, 또는 약 7.7 내지 약 8.0, 또는 약 7.8 내지 약 8.0, 또는 약 7.9 내지 약 8.0일 수 있다. 대안적으로, 미세한 pH 구배에서의 pH 범위는 약 7.0 내지 약 7.5, 또는 약 7.1 내지 약 7.5, 또는 약 7.3 내지 약 7.5, 또는 약 7.4 내지 약 7.5의 범위일 수 있다. 또한, 상기 pH 범위는 약 7.1 내지 약 7.6일 수 있다.A pH gradient as used herein may refer to a "rough pH gradient" or a "fine pH gradient". For example, an approximate pH gradient can have a pH of about 2 to about 10, or about 2 to about 9, or about 2 to about 8, or 2 to about 7, or 2 to about 5, or 2 to about 4, or It refers to a pH range (or gradient) that is from about 2 to about 3. Also, an approximate pH gradient may range from about 5 to about 8 pH. Alternatively, a fine pH gradient refers to a pH gradient (eg, pH change) within 1 pH unit. For example, the pH range is about 7.0 to about 8.0, or about 7.1 to about 8.0, or about 7.2 to about 8.0, or about 7.3 to about 8.0, or about 7.4 to about 8.0, or about 7.4 to about 8.0, or about 7.5 to about 8.0, or about 7.6 to about 8.0, or about 7.7 to about 8.0, or about 7.8 to about 8.0, or about 7.9 to about 8.0. Alternatively, the pH range in the fine pH gradient may range from about 7.0 to about 7.5, or from about 7.1 to about 7.5, or from about 7.3 to about 7.5, or from about 7.4 to about 7.5. In addition, the pH range may be about 7.1 to about 7.6.

본 명세서에서 사용된 용어 "양쪽성 전해질(ampholyte)"은 양쪽성 전해질 또는 산 및 염기 작용기를 모두 갖는 전해질을 지칭한다. 본 명세서의 일부 측면들에서, 양쪽성 전해질은 등전점 기반의 유체 정제 장치에서 pH 구배를 확립하는 데 이용되는 양쪽성 유기 버퍼 염 또는 아미노산을 포함한다. 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 양쪽성 전해질은 Tris, HEPES, MES, 글리신, 히스티딘, 아르기닌, 글루탐산, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.As used herein, the term “ampholyte” refers to an amphoteric electrolyte or an electrolyte having both acid and base functional groups. In some aspects of the present specification, an amphoteric electrolyte comprises an amphoteric organic buffer salt or amino acid used to establish a pH gradient in an isoelectric point based fluid purification device. For example, without intending to be limiting, ampholytes include Tris, HEPES, MES, glycine, histidine, arginine, glutamic acid, or any combination thereof.

본 명세서에서 사용된 용어 "항체"는 가장 넓은 의미로 사용되며, 링커 서열이 있거나 없는, 면역글로불린의 중쇄 및/또는 경쇄의 불변 및/또는 가변 도메인으로 이해되는 항체 도메인들을 포함하거나 이들로 이루어진 폴리펩티드 또는 단백질을 포함한다. 상기 용어는 단클론 항체, 다클론 항체, 이중특이적 항체와 같은 다중특이적 항체, 및 항체 단편을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 다양한 항체 구조물들을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "단클론 항체"는 표적 항원에 대한 결합 친화도 및 특이성을 갖는 세포들 또는 세포주의 단클론에 의해 생성된 동일한 항체 또는 항체 단편을 지칭한다. 항체 도메인은 천연 구조이거나 돌연변이 유발 또는 유도체화에 의해 변형될 수 있다. 또한, 용어 "면역글로불린"은 자연 발생 항체의 구조를 갖는 단백질을 지칭한다. 예를 들어, IgG 부류의 면역글로불린은 약 150,000달톤의 이종사량체 당단백질로, 이황화 결합된 2개의 경쇄와 2개의 중쇄로 구성된다. N-말단에서 C-말단까지 각 중쇄에는 가변 중쇄 도메인 또는 중쇄 가변 도메인이라고도 하는 가변 영역(VH)이 있으며, 그 뒤에는 중쇄 불변 영역이라고도 하는 3개의 불변 도메인들(CH1, CH2, 및 CH3)이 있다. 유사하게, N-말단에서 C-말단까지 각각의 경쇄에는 가변 경쇄 도메인 또는 경쇄 가변 도메인이라고도 하는 가변 영역(VL)이 있으며, 그 뒤에는 경쇄 불변 영역이라고도 하는 불변 경쇄(CL) 도메인이 있다. IgG 부류의 면역글로불린은 필수적으로 면역글로불린 힌지 영역을 통해 연결되는 2개의 F(ab) 도메인과 Fc 도메인으로 이루어져 있다. 면역글로불린의 중쇄는 임의의 동물(예를 들어, 통상적으로 사용되는 임의의 동물, 예를 들어, 양, 토끼, 염소, 또는 마우스)에서 유래되는 5가지 유형, 즉, IgG, IgM, IgA, IgE, 및 IgD 면역글로불린 이소형들 중 하나로 지정될 수 있으며, 이는 IgG1, IgG2, 또는 IgG2a와 같은 아형으로 더 나눠질 수 있다. 바람직하게는, 상기 항체는 단클론 항체(예를 들어, 인간 단클론 항체)를 포함한다.As used herein, the term "antibody" is used in the broadest sense and is a polypeptide comprising or consisting of antibody domains, to be understood as constant and/or variable domains of heavy and/or light chains of immunoglobulins, with or without linker sequences. or proteins. The term encompasses various antibody constructs including, but not limited to, monoclonal antibodies, polyclonal antibodies, multispecific antibodies such as bispecific antibodies, and antibody fragments. As used herein, the term "monoclonal antibody" refers to the same antibody or antibody fragment produced by a monoclonal cell or cell line that has binding affinity and specificity for a target antigen. Antibody domains may be of natural structure or may be modified by mutagenesis or derivatization. Also, the term "immunoglobulin" refers to a protein having the structure of a naturally occurring antibody. For example, immunoglobulins of the IgG class are heterotetrameric glycoproteins of about 150,000 daltons, composed of two light chains and two heavy chains that are disulfide linked. From N- to C-terminus, each heavy chain has a variable region (VH), also called a variable heavy domain or heavy chain variable domain, followed by three constant domains (CH1, CH2, and CH3), also called heavy chain constant regions. . Similarly, from N- to C-terminus, each light chain has a variable region (VL), also referred to as a variable light domain or light chain variable domain, followed by a constant light (CL) domain, also referred to as a light chain constant region. Immunoglobulins of the IgG class consist essentially of two F(ab) domains and an Fc domain linked through an immunoglobulin hinge region. The heavy chain of an immunoglobulin can be of five types derived from any animal (e.g., any commonly used animal, e.g., sheep, rabbit, goat, or mouse), namely IgG, IgM, IgA, and IgE. , and IgD immunoglobulin isotypes, which can be further divided into subtypes such as IgG1, IgG2, or IgG2a. Preferably, the antibody comprises a monoclonal antibody (eg a human monoclonal antibody).

본 명세서에서 사용된 용어 "결합가(valent)"는 항체 분자에 특정 수의 결합 부위가 있음을 나타낸다. 따라서, 용어 "2가", "3가", 및 "다가"는 각각 항체 분자에 2개의 결합 부위, 3개의 결합 부위, 및 다중 결합 부위가 있음을 나타낸다. 항체의 결합 부위와 관련하여 본 명세서에서 사용된 용어 "1가"는 표적 항원에 대한 단 하나의 결합 부위를 포함하는 분자를 지칭할 것이다. 따라서, 용어 "결합가(valency)"는 항원의 동일하거나 상이한 에피토프에 특이적으로 결합하는 동일한 표적 항원에 대한 결합 부위의 수로 이해된다.As used herein, the term “valent” indicates the presence of a specific number of binding sites on an antibody molecule. Thus, the terms “bivalent,” “trivalent,” and “multivalent” indicate that an antibody molecule has two binding sites, three binding sites, and multiple binding sites, respectively. The term "monovalent" as used herein with reference to the binding site of an antibody shall refer to a molecule comprising only one binding site for a target antigen. Accordingly, the term “valency” is understood to be the number of binding sites for the same target antigen that specifically bind to the same or different epitopes of the antigen.

본 명세서에서 사용된 용어 "단일특이적 항체"는 특이적이고 높은 친화도로 단일의 개별 표적에 선택적으로 결합할 수 있는 단일 항체의 능력을 의미한다. 특이적이고 높은 친화도라는 것은 단일특이적 항체가 목적하는 하나의 개별 표적 항원에 대해 우세하게 결합하는 반면, 샘플 용액 내 다른 분자들에 대한 결합은 무시할 수 있음을 의미한다. 특이적 결합 부위는 통상적으로 다른 표적과 교차 반응하지 않지만, 특이적 결합 부위는 표적의 하나 이상의 에피토프, 이소형, 또는 변이체에 특이적으로 결합할 수 있다. 특이적 결합이란 표적 동일성, 예를 들어, 높은 결합 친화도 또는 결합력(avidity) 측면에서 결합이 선택적임을 의미한다. 선택적 결합은 일반적으로 표적 항원에 대한 결합 상수 또는 결합 역학이 표적 항원이 아닌 항원 또는 분자에 대한 결합 상수 또는 결합 역학에 비해 바람직하게는 적어도 100배, 보다 바람직하게는 적어도 1000배인 경우에 달성된다. 본 명세서에서 사용된 용어 "높은 친화도"는 10-6M(마이크로몰 친화도) 이하, 바람직하게는 10-9M 미만(나노몰 친화도), 보다 바람직하게는 10-12M 미만(피코몰 친화도)의 평형 해리 상수(KD)를 갖는 표적 항원과 항체의 결합 상호작용을 지칭한다. 본원에 사용된 바와 같이, "실질적인 교차 반응성이 없음"은 항체가, 특히 표적 항원과 비교할 때, 분자의 실제 표적 항원과 다른 항원을 인식하거나 특이적으로 결합하지 않는다는 것을 의미한다. 예를 들어, 항체는 실제 표적 항원과 다른 항원에 약 10% 미만 내지 약 5% 미만으로 결합할 수 있거나, 또는 실제 표적 항원과 다른 항원 약 10%, 9%, 8% 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%, 0.2%, 또는 0.1% 미만, 바람직하게는 약 2%, 1%, 또는 0.5% 미만, 가장 바람직하게는 약 0.2% 또는 0.1% 미만으로 이루어진 양으로 상기 실제 표적 항원과 다른 항원에 결합할 수 있다. 단일특이적 항체는 4가지 유형, 구체적으로는 인간, 인간화, 키메라, 및 뮤린 중 하나일 수 있으며, IgG, IgM, IgA, IgE, IgD 면역글로불린 이소형 및 아형으로부터 유래될 수 있다. 또한, 단일특이적 항체는 목적하는 표적 항원에 대해 1가, 2가, 3가, 또는 다가 결합 부위를 가질 수 있다. 유사하게, 본 명세서에서 사용된 용어 "이중특이적 항체"는 각각의 표적에 대해 특이적이고 높은 친화도로 독립적으로 2개의 서로 다른 개별 표적들에 선택적으로 결합할 수 있는 단일 항체의 능력을 의미한다. 측면들에서, 특이적이고 높은 친화도라는 것은 이중특이적 항체가 2개의 서로 다른 목적하는 개별 표적 항원들에 대해 우세하게 결합하는 반면, 샘플 용액 내 다른 분자들에 대한 결합은 무시할 수 있음을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 사용된 용어 "삼중특이적 항체"는 각각의 표적에 대해 특이적이고 높은 친화도로 독립적으로 3개의 서로 다른 개별 표적들에 선택적으로 결합할 수 있는 단일 항체의 능력을 의미한다. 측면들에서, 특이적이고 높은 친화도라는 것은 삼중특이적 항체가 3개의 서로 다른 목적하는 개별 표적 항원들에 대해 우세하게 결합하는 반면, 샘플 용액 내 다른 분자들에 대한 결합은 무시할 수 있음을 의미한다. 또한, 다중특이적 항체는 항체 단편들을 포함하거나 항체 단편들로부터 형성될 수 있다.The term "monospecific antibody" as used herein refers to the ability of a single antibody to selectively bind to a single individual target with specific and high affinity. Specific and high affinity means that the monospecific antibody preferentially binds to one individual target antigen of interest, while negligible binding to other molecules in the sample solution. Specific binding sites do not typically cross-react with other targets, but specific binding sites can specifically bind to one or more epitopes, isoforms, or variants of a target. By specific binding is meant that the binding is selective in terms of target identity, eg high binding affinity or avidity. Selective binding is generally achieved when the binding constant or binding kinetics to the target antigen is preferably at least 100-fold, more preferably at least 1000-fold greater than the binding constant or binding kinetics to the non-target antigen or molecule. As used herein, the term “high affinity” refers to 10 -6 M (micromolar affinity) or less, preferably less than 10 -9 M (nanomolar affinity), more preferably less than 10 -12 M (picomolar affinity). refers to the binding interaction of an antibody with a target antigen that has an equilibrium dissociation constant (K D ) of molar affinity. As used herein, "substantially no cross-reactivity" means that the antibody does not recognize or specifically bind to an antigen other than the actual target antigen of the molecule, particularly when compared to the target antigen. For example, the antibody may bind less than about 10% to less than about 5% of an antigen different from its actual target antigen, or about 10%, 9%, 8% 7%, 6%, Less than 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%, 0.2%, or 0.1%, preferably less than about 2%, 1%, or 0.5%, most preferably about 0.2% or 0.1 It can bind to an antigen other than the actual target antigen in an amount consisting of less than %. Monospecific antibodies may be of one of four types, specifically human, humanized, chimeric, and murine, and may be derived from IgG, IgM, IgA, IgE, IgD immunoglobulin isotypes and subtypes. In addition, monospecific antibodies may have monovalent, bivalent, trivalent, or multivalent binding sites for the target antigen of interest. Similarly, the term "bispecific antibody" as used herein refers to the ability of a single antibody to be specific for each target and to selectively bind to two different individual targets independently with high affinity. In aspects, specific and high affinity means that the bispecific antibody preferentially binds to two different desired individual target antigens, while negligible binding to other molecules in the sample solution. . Also, the term "trispecific antibody" as used herein refers to the ability of a single antibody to selectively bind to three different individual targets independently with high affinity and specific for each target. In aspects, specific and high affinity means that the trispecific antibody preferentially binds to three different desired individual target antigens, while negligible binding to other molecules in the sample solution. . Multispecific antibodies may also comprise or be formed from antibody fragments.

본 명세서에서 사용된 용어 "항체 단편"은 온전한 항체가 결합하는 항원에 결합하는 온전한 항체의 일부를 포함하는 온전한 항체 이외의 분자를 지칭한다. 항체 단편의 비제한적 예로는 1가 IgG, 선형 항체, 단일 사슬 항체 분자, Fv, scFv, scFv-Fc, F(ab), F(ab)2, scF(ab), F(ab)-scFv 융합체, F(ab)-(scFv)2 융합체, F(ab)-scFv-Fc, cross-F(ab), 나노바디, 미니바디, 디아바디, scFv-Fc 디아바디, 및/또는 애피바디(affibody)가 포함된다. 또한, 항체 단편은 VH 도메인의 특징을 갖거나, 즉 기능적 항원 결합 부위에 VL 도메인과 함께 조립할 수 있거나, VL 도메인의 특징을 갖는, 즉 기능적 항원 결합 부위에 VH 도메인과 함께 조립할 수 있어 전장 항체의 항원 결합 특성을 제공하는 단일 사슬 폴리펩티드를 포함한다.The term "antibody fragment" as used herein refers to a molecule other than an intact antibody comprising a portion of an intact antibody that binds an antigen to which the intact antibody binds. Non-limiting examples of antibody fragments include monovalent IgGs, linear antibodies, single chain antibody molecules, Fv, scFv, scFv-Fc, F(ab), F(ab)2, scF(ab), F(ab)-scFv fusions. , F(ab)-(scFv)2 fusions, F(ab)-scFv-Fc, cross-F(ab), nanobodies, minibodies, diabodies, scFv-Fc diabodies, and/or affibodies ) are included. Antibody fragments may also have the characteristics of a VH domain, i.e., be capable of assembling together with a VL domain at a functional antigen-binding site, or have the characteristics of a VL domain, i.e., be capable of assembling together with a VH domain at a functional antigen-binding site, such that a full-length antibody is obtained. It includes single chain polypeptides that provide antigen binding properties.

용어 "키메라 항체"는 중쇄 및/또는 경쇄의 일부가 특정 공급원 또는 종으로부터 유래되고, 나머지 중쇄 및/또는 경쇄가 상이한 공급원 또는 종으로부터 유래된 항체를 지칭하며, 이는 일반적으로 재조합 DNA 기술에 의해 제조된다. 키메라 항체는 토끼 또는 뮤린 가변 영역 및 인간 불변 영역을 포함할 수 있다. 다른 형태의 "키메라 항체"는 본 발명에 따른 특성을 생성하기 위해 불변 영역이 원래 항체의 것으로부터 변형되거나 변경된 것이다. 이러한 키메라 항체를 "부류 전환 항체(class-switched antibody)"라고도 한다. 키메라 항체는 면역글로불린 가변 영역을 암호화하는 DNA 세그먼트와 면역글로불린 불변 영역을 암호화하는 DNA 세그먼트를 포함하는 발현된 면역글로불린 유전자의 산물이다. 키메라 항체를 생산하는 방법은 통상적인 재조합 DNA를 포함하고, 유전자 형질감염 기술은 당업계에 잘 알려져 있다(참조: Morrison SL, et al., PNAS, 81:6851-6855, (1984)).The term “chimeric antibody” refers to an antibody in which part of the heavy and/or light chains are derived from a particular source or species and the remaining heavy and/or light chains are from a different source or species, generally prepared by recombinant DNA techniques. do. A chimeric antibody may comprise a rabbit or murine variable region and a human constant region. Another type of “chimeric antibody” is one in which the constant regions have been modified or altered from those of the original antibody to produce the properties according to the present invention. Such chimeric antibodies are also referred to as "class-switched antibodies". A chimeric antibody is the product of an expressed immunoglobulin gene comprising a DNA segment encoding an immunoglobulin variable region and a DNA segment encoding an immunoglobulin constant region. Methods for producing chimeric antibodies include conventional recombinant DNA, and gene transfection techniques are well known in the art (Morrison SL, et al., PNAS, 81:6851-6855, (1984)).

본 명세서에서 사용된 용어 "인간 항체"는 인간 또는 인간 세포에 의해 생성되거나 인간 항체 레퍼토리 또는 다른 인간 항체 암호화 서열을 이용하는 비인간 공급원으로부터 유래된 항체의 아미노산 서열에 상응하는 아미노산 서열을 보유하는 항체이다. 인간 항체의 이러한 정의에는 구체적으로 비인간 항원 결합 잔기들을 포함하는 인간화 항체가 배제된다. 키메라 및 인간화 항체에 대해 또한 언급된 바와 같이, 본 명세서에서 사용된 용어 "인간 항체"는 또한, 이러한 항체가, 예를 들어, "부류 전환"에 의해 불변 영역에서 변형된 것을 포함한다.As used herein, the term “human antibody” is an antibody that possesses an amino acid sequence that corresponds to that of an antibody produced by a human or human cells or derived from a non-human source that utilizes human antibody repertoires or other human antibody encoding sequences. This definition of human antibody specifically excludes humanized antibodies comprising non-human antigen-binding moieties. As also referred to with chimeric and humanized antibodies, the term "human antibody" as used herein also includes those in which such antibodies have been modified in the constant regions, for example by "class switching".

본 명세서에서 사용된 용어 "재조합 항체" 및 "재조합 인간 항체"는 발현 숙주 세포, 예를 들어, 제한하려는 의도 없이, 포유동물 세포(예를 들어, HEK 293, NSO 또는 CHO 세포) 또는 박테리아 세포(예를 들어, 대장균), 또는 인간 면역글로불린 유전자에 대해 형질전환된 동물(예를 들어, 마우스)로부터 단리된 항체, 또는 숙주 세포에 형질감염된 재조합 발현 벡터를 사용하여 발현된 항체와 같은, 재조합 수단에 의해 제조, 발현, 생성, 또는 단리된 모든 인간 항체들을 포함하는 것으로 의도된다. 이러한 재조합 인간 항체는 재배열된 형태의 가변 영역과 불변 영역을 갖는다. 본 발명에 따른 재조합 인간 항체는 생체내 체세포 초돌연변이(in vivo somatic hypermutation)를 겪었다. 따라서, 재조합 항체의 VH 및 VL 영역의 아미노산 서열은, 인간 생식계열 VH 및 VL 서열들로부터 유래되고 이와 관련되어 있지만, 생체내 인간 항체 생식계열 레퍼토리 내에서 자연적으로 존재하지 않을 수 있는 서열이다. 본 명세서에서 사용된 용어 "재조합"은 "유전 공학에 의해 제조됨" 또는 "유전 공학의 결과"를 의미하며, 예를 들어, 구체적으로는 재조합 벡터 또는 재조합 숙주 세포에 통합된 이종 서열들을 이용하는 것을 의미할 것이다.As used herein, the terms “recombinant antibody” and “recombinant human antibody” refer to an expression host cell, such as, without limitation, a mammalian cell (eg, HEK 293, NSO or CHO cell) or bacterial cell ( Recombinant means, such as antibodies isolated from animals (eg mice) transformed for human immunoglobulin genes, or antibodies expressed using recombinant expression vectors transfected into host cells. It is intended to include all human antibodies prepared, expressed, produced, or isolated by These recombinant human antibodies have variable and constant regions in a rearranged form. The recombinant human antibody according to the present invention has undergone in vivo somatic hypermutation. Thus, the amino acid sequences of the VH and VL regions of a recombinant antibody are sequences that, while derived from and related to human germline VH and VL sequences, may not naturally exist within the human antibody germline repertoire in vivo. As used herein, the term "recombinant" means "produced by genetic engineering" or "the result of genetic engineering", for example, specifically using heterologous sequences integrated into a recombinant vector or recombinant host cell. would mean

용어 "인간화 항체"는 비인간 초가변 영역으로부터의 아미노산 잔기, 및 인간화를 거친 인간 프레임워크 영역(FR)으로부터의 아미노산 잔기를 포함하는 키메라 항체를 지칭한다. 특정 구현예에서, 인간화 항체는 초가변 영역(예를 들어, CDR)의 전부 또는 실질적으로 전부가 비인간 항체의 초가변 영역에 상응하고, FR의 전부 또는 실질적으로 전부가 인간 항체의 FR에 상응하는, 적어도 하나, 일반적으로는 2개의 가변 도메인들을 실질적으로 전부 포함할 것이다. 인간화 항체는 선택적으로 인간 항체로부터 유래된 항체 불변 영역의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 본 발명에 포함되는 다른 형태의 인간화 항체는, 예를 들어, Fc 수용체 결합과 같은 새로운 특성을 생성하기 위해 불변 영역이 원래 항체의 것으로부터 추가로 변형되거나 변경된 것들이다.The term “humanized antibody” refers to a chimeric antibody comprising amino acid residues from non-human hypervariable regions and amino acid residues from human framework regions (FRs) that have been humanized. In certain embodiments, a humanized antibody is one in which all or substantially all of the hypervariable regions (e.g., CDRs) correspond to those of a non-human antibody and all or substantially all of the FRs correspond to those of a human antibody. , will contain substantially all of at least one, and usually two, variable domains. A humanized antibody may optionally comprise at least a portion of an antibody constant region derived from a human antibody. Other forms of humanized antibodies encompassed by the present invention are those in which the constant regions have been further modified or altered from those of the original antibody to create new properties, such as, for example, Fc receptor binding.

본 명세서에서 사용된 용어 "정제하다", "정제된", "정제하는" 또는 "정제"는 불균질 혼합물 내 생물학적 생성물(예를 들어, 핵산, 단백질, 항체 생성물 등)로부터 불순물을 제거하는 방법을 지칭한다. 측면들에서, 불순물은 세포, 세포 파편, 응집체, 숙주 세포 단백질, 바람직하지 않은 단백질 및 펩티드, 바람직하지 않은 항체, 바람직하지 않은 핵산 및 올리고뉴클레오티드, 바이러스, 염, 버퍼 구성요소, 계면활성제, 당, 금속 오염물, 침출물, 배지 구성요소, 및/또는 자연적으로 결합된 자연 발생 유기 분자이다. 일부 측면에서, 본 명세서에서 사용된 용어 "큰 불순물" 또는 "큰 불순물들"은 세포, 세포 파편, 및/또는 응집체를 지칭한다. 다른 측면에서, 본 명세서에서 사용된 용어 "작은 불순물" 또는 "작은 불순물들"은 숙주 세포 단백질, 바람직하지 않은 단백질 및 펩티드, 바람직하지 않은 핵산 및 올리고뉴클레오티드, 바이러스, 염, 버퍼 구성요소, 계면활성제, 당, 금속 오염물, 침출물, 배지 구성요소, 및/또는 자연적으로 결합된 자연 발생 유기 분자를 지칭한다. 정제된 생물학적 생성물은 적어도 60중량%(건조 중량)가 목적하는 생성물이다. 바람직하게는, 제제는 적어도 75중량%, 보다 바람직하게는 적어도 90중량%, 가장 바람직하게는 적어도 99중량%가 목적하는 생성물이다. 예를 들어, 정제된 항체는 목적하는 항체가 적어도 90중량%, 91중량%, 92중량%, 93중량%, 94중량%, 95중량%, 98중량%, 99중량%, 또는 100중량%(w/w)인 것이다. 순도는 임의의 적절한 표준 방법, 예를 들어, 컬럼 크로마토그래피에 의해 측정된다. 정제는 또한, 예를 들어, 감염성, 독성, 또는 면역원성 제제가 결여된, 대상체에게 투여하기에 안전한 멸균 정도로 정의된다. 유사하게, "실질적으로 순수한"이란 생물학적 생성물(예를 들어, 핵산, 단백질, 항체 생성물 등)이 자연적으로 수반되는 구성요소들로부터 분리된 것을 의미한다. 일반적으로, 생물학적 생성물(예를 들어, 항체, 단백질, 폴리펩티드 등)은 불순물(예를 들어, 세포, 세포 파편, 응집체, 숙주 세포 단백질, 바람직하지 않은 단백질 및 펩티드, 바람직하지 않은 항체, 바람직하지 않은 핵산 및 올리고뉴클레오티드, 바이러스, 염, 버퍼 구성요소, 계면활성제, 당, 금속 오염물, 침출물, 배지 구성요소, 및/또는 자연적으로 결합된 자연 발생 유기 분자)이 적어도 60중량%, 70중량%, 80중량%, 90중량%, 95중량% 또는 심지어 99중량% 제거될 때 실질적으로 순수하다.As used herein, the terms "purify", "purified", "purifying" or "purifying" refers to a method of removing impurities from a biological product (eg, nucleic acid, protein, antibody product, etc.) in a heterogeneous mixture. refers to In aspects, impurities include cells, cell debris, aggregates, host cell proteins, undesirable proteins and peptides, undesirable antibodies, undesirable nucleic acids and oligonucleotides, viruses, salts, buffer components, surfactants, sugars, metal contaminants, leachates, media components, and/or naturally occurring organic molecules with which they are naturally associated. In some aspects, the term "major impurities" or "major impurities" as used herein refers to cells, cell debris, and/or aggregates. In another aspect, the term "small impurities" or "small impurities" as used herein refers to host cell proteins, undesirable proteins and peptides, undesirable nucleic acids and oligonucleotides, viruses, salts, buffer components, surfactants , sugars, metal contaminants, leachates, media components, and/or naturally occurring organic molecules with which they are naturally associated. The purified biological product is at least 60% by weight (dry weight) of the desired product. Preferably, the formulation is at least 75%, more preferably at least 90%, and most preferably at least 99% by weight of the desired product. For example, a purified antibody can contain at least 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 98%, 99%, or 100% by weight of the antibody of interest ( w/w). Purity is determined by any suitable standard method, for example column chromatography. A tablet is also defined to a degree of sterility that is safe for administration to a subject, eg, lacking an infectious, toxic, or immunogenic agent. Similarly, “substantially pure” means that a biological product (eg, nucleic acid, protein, antibody product, etc.) is separated from naturally occurring components. In general, biological products (eg, antibodies, proteins, polypeptides, etc.) are impurities (eg, cells, cell debris, aggregates, host cell proteins, undesirable proteins and peptides, undesirable antibodies, undesirable at least 60%, 70%, It is substantially pure when 80%, 90%, 95% or even 99% by weight is removed.

본 명세서에서 사용된 용어 "단리하다", "단리된" 또는 "단리"는 목적하는 생물학적 생성물(예를 들어, 핵산, 단백질, 항체 생성물 등)을 불균질 혼합물에서 특이적으로 선택하고 바람직하지 않은 산물로부터 분리하는 방법을 지칭한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 "단리된 항체"는 다른 항원 특이성을 갖는 다른 항체가 실질적으로 없는 항체(예를 들어, CD20에 특이적으로 결합하고, CD20 이외의 항원에 특이적으로 결합하는 항체가 실질적으로 없는 단리된 항체)를 지칭하는 것으로 의도된다. 또한, 단리된 항체는 실질적으로 불순물(예를 들어, 세포, 세포 파편, 응집체, 숙주 세포 단백질, 바람직하지 않은 단백질 및 펩티드, 바람직하지 않은 항체, 바람직하지 않은 핵산 및 올리고뉴클레오티드, 바이러스, 염, 버퍼 구성요소, 계면활성제, 당, 금속 오염물, 침출물, 배지 구성요소, 및/또는 자연적으로 결합된 자연 발생 유기 분자)이 없을 수 있다.As used herein, the term "isolate", "isolate" or "isolate" refers to the specific selection of a desired biological product (e.g., nucleic acid, protein, antibody product, etc.) from a heterogeneous mixture and Refers to a method of separation from a product. Also, as used herein, an “isolated antibody” refers to an antibody that is substantially free of other antibodies having other antigenic specificities (e.g., an antibody that specifically binds to CD20 and specifically binds to an antigen other than CD20). isolated antibody substantially free). In addition, an isolated antibody may be substantially free of impurities (e.g., cells, cell debris, aggregates, host cell proteins, undesirable proteins and peptides, undesirable antibodies, undesirable nucleic acids and oligonucleotides, viruses, salts, buffers). constituents, surfactants, sugars, metal contaminants, leachates, media constituents, and/or naturally occurring organic molecules with which they are associated naturally).

용어 "펩티드", "폴리펩티드" 및 "단백질"은 본 명세서에서 아미노산의 폴리머를 지칭하기 위해 상호교환적으로 사용되며, 이때 상기 폴리머는 구현예에서 아미노산들로 이루어지지 않은 모이어티에 접합될 수 있다. 상기 용어는 또한, 하나 이상의 아미노산 잔기가 상응하는 자연 발생 아미노산의 인공적인 화학적 모방체인 아미노산 폴리머, 뿐만 아니라 자연 발생 아미노산 폴리머 및 비-자연 발생 아미노산 폴리머에도 적용된다. "융합" 또는 "융합 단백질"은 2개 이상의 개별 단백질 서열들을 암호화하는 키메라 단백질이 단일 모이어티로 재조합적으로 발현되거나 화학적으로 합성되는 것을 지칭한다.The terms “peptide,” “polypeptide,” and “protein” are used interchangeably herein to refer to polymers of amino acids, which in embodiments may be conjugated to moieties that do not consist of amino acids. The term also applies to amino acid polymers in which one or more amino acid residues are artificial chemical mimics of the corresponding naturally occurring amino acids, as well as naturally occurring amino acid polymers and non-naturally occurring amino acid polymers. "Fusion" or "fusion protein" refers to a chimeric protein encoding two or more separate protein sequences recombinantly expressed or chemically synthesized as a single moiety.

본 명세서에 기재된 용어 "핵산"은 단일 가닥, 이중 가닥, 또는 다중 가닥 형태의 뉴클레오티드들(예를 들어, 데옥시리보뉴클레오티드, 리보뉴클레오티드, 및 2'-변형 뉴클레오티드) 및 이들의 폴리머들, 또는 이들의 보체(complement)들을 지칭한다. "폴리뉴클레오티드", "올리고뉴클레오티드", 또는 "올리고" 등의 용어는 통상적이고 관례적인 의미에서 뉴클레오티드들의 선형 서열을 지칭한다. "뉴클레오티드"라는 용어는 통상적이고 관례적인 의미에서 폴리뉴클레오티드의 단일 단위, 즉 모노머를 지칭한다. 뉴클레오티드는 리보뉴클레오티드, 데옥시리보뉴클레오티드, 또는 이들의 변형된 버전일 수 있다. 본 명세서에서 고려되는 폴리뉴클레오티드의 예에는 단일 가닥 및 이중 가닥 DNA, 단일 가닥 및 이중 가닥 RNA, 및 단일 가닥 및 이중 가닥 DNA와 RNA의 혼합물을 갖는 하이브리드 분자가 포함된다. 본 명세서에서 고려되는 핵산(예를 들어, 폴리뉴클레오티드)의 예에는 모든 유형의 RNA(예를 들어, mRNA, siRNA, miRNA, 및 가이드 RNA) 및 모든 유형의 DNA(예를 들어, 게놈 DNA, 플라스미드 DNA, 및 미니서클 DNA), 및 이들의 임의의 단편들이 포함된다. 또한, 본 명세서에 기재된 바와 같이, 용어 "핵산", "핵산 분자", "핵산 올리고머", "올리고뉴클레오티드", "핵산 서열", "핵산 단편" 및 "폴리뉴클레오티드"는 상호교환적으로 사용되며, 데옥시 리보뉴클레오티드 및/또는 리보뉴클레오티드, 및/또는 이들의 유사체, 유도체, 또는 변형과 같은, 다양한 길이를 가질 수 있는 서로 공유 결합된 뉴클레오티드들의 폴리머 형태를 포함하고자 하되, 이에 제한되지는 않는다. 서로 다른 폴리뉴클레오티드들은 서로 다른 3차원 구조를 가질 수 있으며, 알려지거나 알려지지 않은 다양한 기능들을 수행할 수 있다. 폴리뉴클레오티드의 비제한적 예에는 게놈 DNA, 게놈, 미토콘드리아 DNA, 유전자, 유전자 단편, 엑손, 인트론, 유전자간(intergenic) DNA(이염색질(heterochromatic) DNA를 포함하지만, 이에 제한되지 않음), 이중 가닥 DNA(dsDNA), 메신저 RNA(mRNA), 전달 RNA, 인핸서 RNA(eRNA), 마이크로 RNA, 간섭 RNA(RNAi), 작은 간섭 RNA(siRNA), 리보솜 RNA, 리보자임, cDNA, 재조합 폴리뉴클레오티드, 분지형 폴리뉴클레오티드, 플라스미드, 벡터, 압타머, 서열의 단리된 DNA, 서열의 단리된 RNA, 핵산 프로브, 및 프라이머가 포함된다. 본 발명의 방법에 유용한 폴리뉴클레오티드는 천연 핵산 서열 및 이의 변이체, 인공 핵산 서열, 또는 이러한 서열들의 조합을 포함할 수 있다.As used herein, the term "nucleic acid" refers to nucleotides (e.g., deoxyribonucleotides, ribonucleotides, and 2'-modified nucleotides) and polymers thereof in single-stranded, double-stranded, or multi-stranded form, or these refers to the complements of Terms such as "polynucleotide", "oligonucleotide", or "oligo" refer to a linear sequence of nucleotides in their ordinary and customary sense. The term "nucleotide" in its ordinary and conventional sense refers to a single unit of polynucleotide, i.e., a monomer. Nucleotides may be ribonucleotides, deoxyribonucleotides, or modified versions thereof. Examples of polynucleotides contemplated herein include single-stranded and double-stranded DNA, single-stranded and double-stranded RNA, and hybrid molecules having mixtures of single-stranded and double-stranded DNA and RNA. Examples of nucleic acids (e.g., polynucleotides) contemplated herein include all types of RNA (e.g., mRNA, siRNA, miRNA, and guide RNA) and all types of DNA (e.g., genomic DNA, plasmids, DNA, and minicircle DNA), and any fragments thereof. Also, as used herein, the terms "nucleic acid", "nucleic acid molecule", "nucleic acid oligomer", "oligonucleotide", "nucleic acid sequence", "nucleic acid fragment" and "polynucleotide" are used interchangeably and , deoxyribonucleotides and/or ribonucleotides, and/or analogs, derivatives, or variations thereof, such as polymeric forms of nucleotides covalently linked to each other that may be of various lengths. Different polynucleotides may have different three-dimensional structures and may perform a variety of known and unknown functions. Non-limiting examples of polynucleotides include genomic DNA, genomic, mitochondrial DNA, genes, gene fragments, exons, introns, intergenic DNA (including but not limited to heterochromatic DNA), double stranded DNA (dsDNA), messenger RNA (mRNA), transfer RNA, enhancer RNA (eRNA), micro RNA, interfering RNA (RNAi), small interfering RNA (siRNA), ribosomal RNA, ribozymes, cDNA, recombinant polynucleotides, branched polynucleotides Included are nucleotides, plasmids, vectors, aptamers, isolated DNA of sequence, isolated RNA of sequence, nucleic acid probes, and primers. Polynucleotides useful in the methods of the present invention may include natural nucleic acid sequences and variants thereof, artificial nucleic acid sequences, or combinations of such sequences.

본 명세서에서 사용된 용어 "아미노산"은 자연 발생 아미노산 및 비-자연 발생 아미노산 둘 다를 포함한다. 본 발명의 목적을 위해, 자연 발생 아미노산들은 20개의 자연 발생 L-아미노산들을 포함한다. 이러한 20개의 아미노산들은 중성 전하, 양전하, 및 음전하를 갖는 아미노산들로 나눌 수 있다. 참고로 "중성" 아미노산은 각각의 세 글자 및 한 글자 코드 및 극성과 함께 나열되어 있다: 알라닌: (Ala, A) 비극성, 중성; 아스파라긴: (Asn, N) 극성, 중성; 시스테인: (Cys, C) 비극성, 중성; 글루타민: (Gln, Q) 극성, 중성; 글리신: (Gly, G) 비극성, 중성; 이소류신: (Ile, I) 비극성, 중성; 류신: (Leu, L) 비극성, 중성; 메티오닌: (Met, M) 비극성, 중성; 페닐알라닌: (Phe, F) 비극성, 중성; 프롤린: (Pro, P) 비극성, 중성; 세린: (Ser, S) 극성, 중성; 트레오닌: (Thr, T) 극성, 중성; 트립토판: (Trp, W) 비극성, 중성; 티로신: (Tyr, Y) 극성, 중성; 발린: (Val, V) 비극성, 중성; 및 히스티딘: (His, H) 극성, 양전하(10%) 중성(90%). "양전하" 아미노산은 다음과 같다: 아르기닌: (Arg, R) 극성, 양전하; 및 라이신: (Lys, K) 극성, 양전하. "음전하" 아미노산은 다음과 같다: 아스파르트산: (Asp, D) 극성, 음전하; 및 글루탐산: (Glu, E) 극성, 음전하. 비-자연 발생 아미노산의 예에는 D-아미노산(즉, 자연 발생 형태와 반대 키랄성을 갖는 아미노산), N-α-메틸 아미노산, C-α-메틸 아미노산, β-메틸 아미노산, 및 D- 또는 L-β-아미노산이 포함되지만, 이에 제한되지 않는다. 다른 비-자연 발생 아미노산에는, 예를 들어, β-알라닌(β-Ala), 노르류신(Nle), 노르발린(Nva), 호모아르기닌(Har), 4-아미노부티르산(γ-Abu), 2-아미노이소부티르산(Aib), 6-아미노헥산산(ε-Ahx), 오르니틴(orn), 사르코신, α-아미노 이소부티르산, 3-아미노프로피온산, 2,3-디아미노프로피온산(2,3-diaP), D- 또는 L-페닐글리신, D-(트리플루오로메틸)-페닐알라닌, 및 D-p-플루오로페닐알라닌이 포함된다.As used herein, the term “amino acid” includes both naturally occurring and non-naturally occurring amino acids. For purposes of this invention, naturally occurring amino acids include the 20 naturally occurring L-amino acids. These 20 amino acids can be divided into neutrally charged, positively charged, and negatively charged amino acids. For reference, "neutral" amino acids are listed with respective three-letter and one-letter codes and polarities: Alanine: (Ala, A) non-polar, neutral; Asparagine: (Asn, N) polar, neutral; Cysteine: (Cys, C) non-polar, neutral; Glutamine: (Gln, Q) polar, neutral; Glycine: (Gly, G) non-polar, neutral; Isoleucine: (Ile, I) non-polar, neutral; Leucine: (Leu, L) non-polar, neutral; Methionine: (Met, M) non-polar, neutral; Phenylalanine: (Phe, F) non-polar, neutral; Proline: (Pro, P) non-polar, neutral; Serine: (Ser, S) polar, neutral; Threonine: (Thr, T) polar, neutral; Tryptophan: (Trp, W) non-polar, neutral; Tyrosine: (Tyr, Y) polar, neutral; Valine: (Val, V) non-polar, neutral; and Histidine: (His, H) polar, positively charged (10%) neutral (90%). "Positively charged" amino acids are: Arginine: (Arg, R) polar, positively charged; and Lysine: (Lys, K) polar, positive charge. "Negatively charged" amino acids are: Aspartic acid: (Asp, D) polar, negatively charged; and glutamic acid: (Glu, E) polar, negatively charged. Examples of non-naturally occurring amino acids include D-amino acids (i.e., amino acids having opposite chirality to their naturally occurring form), N-α-methyl amino acids, C-α-methyl amino acids, β-methyl amino acids, and D- or L- β-amino acids, but are not limited thereto. Other non-naturally occurring amino acids include, for example, β-alanine (β-Ala), norleucine (Nle), norvaline (Nva), homoarginine (Har), 4-aminobutyric acid (γ-Abu), 2 -Aminoisobutyric acid (Aib), 6-aminohexanoic acid (ε-Ahx), ornithine (orn), sarcosine, α-aminoisobutyric acid, 3-aminopropionic acid, 2,3-diaminopropionic acid (2,3 -diaP), D- or L-phenylglycine, D-(trifluoromethyl)-phenylalanine, and D-p-fluorophenylalanine.

용어 "연속적" 또는 "반연속적"은 생물학적 생성물의 생산 및 정제가 장시간 동안 실질적으로 중단되거나 중단되지 않고, 또는 경미한 중단을 겪으면서, 또는 의도하지 않은 중단을 겪으면서 수행되는 공정을 지칭한다. 예를 들어, 생물반응기 배출 용액을 동적 여과 모듈로 전달하는 공정은 중단 없이 또는 경미한 중단을 겪으며 수행된다. 다른 예에서, 동적 여과에 의해 불균질 혼합물로부터 불순물을 제거하고 여액(생물학적 생성물 함유)을 제1 모듈(예를 들어, 친화도 기반 정제 모듈)로 전달하는 공정은 중단 없이 또는 경미한 중단을 겪으며 수행된다. 또한, 제1 모듈에서 제2 모듈로 용액을 전달하는 공정(예를 들어, 전하 기반 정제)은 중단 없이 또는 경미한 중단을 겪으며 수행된다. 또 다른 예에서, 제1 모듈, 제2 모듈, 및/또는 후속 단계들을 통한 동적 여과로부터의 생성물 스트림은 중단 없이 또는 경미한 중단을 겪으며 수행된다. 즉, 후속 단위 작업은 첫 번째 단위 작업이 생성물 스트림 처리를 완료하기 전에 생성물 스트림 처리를 시작할 수 있다.The term "continuous" or "semi-continuous" refers to processes in which the production and purification of biological products are carried out with substantially no or no interruptions for extended periods of time, with minor interruptions, or with unintended interruptions. For example, the process of conveying the bioreactor effluent solution to the dynamic filtration module is performed without interruption or with minor interruption. In another example, the process of removing impurities from the heterogeneous mixture by dynamic filtration and passing the filtrate (containing the biological product) to a first module (e.g., an affinity-based purification module) is performed without interruption or with minor interruption. do. Additionally, the process of transferring the solution from the first module to the second module (eg, charge-based purification) is performed without interruption or with minor interruption. In another example, the product stream from dynamic filtration through the first module, the second module, and/or subsequent steps is conducted without interruption or with minor interruption. That is, subsequent unit operations can start processing the product stream before the first unit operation has completed processing the product stream.

본 발명의 동적 여과 및/또는 정제 공정(친화도 기반의 자성 정제, 전하 기반의 자성 정제, 친화도 기반 정제, 전하 기반 정제, 친화도 기반의 유체 정제, 전하 기반 유체 정제, 친화도 기반 TFF 정제 모듈, 전하 기반 TFF 정제 모듈, 및/또는 등전점 기반 정제 공정)과 관련하여 사용되는 경우, "연속적"이란 장시간 동안 정상 상태 생물반응기에서 유래된 유체 흐름이 중단되지 않고 작업이 가능하도록 공정들이 물리적으로 및 수송적으로(logistically) 통합됨을 의미한다. 본 발명의 공정들은, 예를 들어, 공정들의 작동이나 순서를 방해하지 않고 1일부터 수개월까지에 이르는 오랜 기간 동안 연속 작동이 가능하다. 개시된 발명의 공정들과 관련하여 사용되는 경우 연속적이라는 용어는 또한, 공정이 회분식 방식 또는 진정한 연속 방식으로 수행되지 않는다는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 예를 들어, 정체 용적(hold-up volume)을 포함하는 공정은, 공정이 생물반응기 배출 라인에서 유래된 유체 흐름을 방해하지 않고 작동할 수 있는 경우 연속적인 것으로 간주될 수 있다. 본 발명에 사용된 바와 같이, 공정들은 2일, 3일, 4일, 5일, 6일, 또는 7일, 2주, 3주, 4주, 5주, 6주, 7주, 또는 8주, 또는 3개월, 4개월, 5개월, 6개월 또는 그 이상의 연속 기간 동안 작동한다.The dynamic filtration and/or purification process of the present invention (affinity-based magnetic purification, charge-based magnetic purification, affinity-based purification, charge-based purification, affinity-based fluid purification, charge-based fluid purification, affinity-based TFF purification) module, charge-based TFF purification module, and/or isoelectric point-based purification process), "continuous" means that the processes are physically capable of operating without interruption of fluid flow from a steady-state bioreactor for an extended period of time. and integrated logistically. The processes of the present invention are capable of continuous operation for long periods of time, for example from one day to several months, without disturbing the operation or sequence of the processes. The term continuous when used in connection with the processes of the disclosed invention is also understood to mean that the process is not carried out in a batchwise or truly continuous manner. For example, a process that includes a hold-up volume may be considered continuous if the process can operate without disturbing the fluid flow from the bioreactor discharge line. As used herein, processes are 2 days, 3 days, 4 days, 5 days, 6 days, or 7 days, 2 weeks, 3 weeks, 4 weeks, 5 weeks, 6 weeks, 7 weeks, or 8 weeks. , or for consecutive periods of 3 months, 4 months, 5 months, 6 months or more.

"반연속" 및 "간헐적(intermittent)"이라는 용어는 통합 시스템의 공정들 또는 요소들 중 하나 이상이 불연속 또는 배치식 방식, 예를 들어, 유가식 작동 모드로 작동하는 반면, 통합 시스템의 다른 공정들 또는 요소들은 연속적인 방식으로 작동한다는 것을 의미한다.The terms "semi-continuous" and "intermittent" mean that one or more of the processes or elements of an integrated system operates in a discontinuous or batch mode, e.g., a fed-batch mode of operation, while other processes of the integrated system operate. means that the s or elements operate in a continuous manner.

본원에 기재된 방법들 및 공정들은 연속적이거나, 반연속적이거나, 연속적이지 않을 수 있다. 경미한(및/또는 의도하지 않은 중단 및/또는 의도된 중단) 중단은, 예를 들어, 찢어짐 또는 파손(예를 들어, 동적 여과 모듈의 필터 멤브레인 내)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 필터 멤브레인의 찢어짐 또는 파손은 이의 기능을 수행하기 위해 필터 멤브레인의 무결성에 영향을 미치는 임의의 변화를 포함할 수 있다. 시스템 전반에 걸쳐 임의의 포트, 튜빙, 소자, 또는 장치 내의 모든 막힘(blockage)이나 방해물(obstruction)이 경미한 중단으로 간주될 수 있다. 고려되는 다른 경미한 중단에는 과충전된 컨테이너(container)/용기(vessel) 또는 저충전된(underfilled) 용기/컨테이너가 포함된다. 정제 동안 사용되는 자석 또는 자기장의 오작동도 경미한 중단이 되는 것으로 여겨질 수 있다. 정제 동안 사용되는 루프 컨베이어 시스템의 오작동도 경미한 중단이 되는 것으로 여겨질 수 있다. 정제 동안 사용되는 픽앤플레이스 로봇 시스템의 오작동도 경미한 중단이 되는 것으로 여겨질 수 있다. 정제 동안 사용되는 기계적 회전 시스템의 오작동도 경미한 중단이 되는 것으로 여겨질 수 있다. 정제 동안 사용되는, 예를 들어, 센서 또는 검출기와 같은 인라인 분석 측정 기기의 오작동도 경미한 중단이 되는 것으로 여겨질 수 있다. 정제 동안 사용되는, 예를 들어, PID 또는 폐루프 컨트롤러와 같은 피드백 제어 메커니즘의 오작동도 경미한 중단이 되는 것으로 여겨질 수 있다.The methods and processes described herein may be continuous, semi-continuous or non-continuous. Minor (and/or unintentional and/or intended) disruptions may include, for example, tears or breaks (eg, in a filter membrane of a dynamic filtration module). For example, tearing or breaking of a filter membrane can include any change that affects the integrity of the filter membrane to perform its function. Any blockage or obstruction in any port, tubing, component, or device throughout the system may be considered a minor disruption. Other minor disruptions considered include an overfilled container/vessel or an underfilled vessel/container. A malfunction of the magnet or magnetic field used during purification may also be considered a minor disruption. A malfunction of the loop conveyor system used during refining may also be considered a minor disruption. A malfunction of the pick-and-place robotic system used during refining may also be considered a minor disruption. A malfunction of the mechanical rotation system used during purification can also be considered a minor disruption. Malfunctions of in-line analytical measuring instruments, such as, for example, sensors or detectors, used during purification may also be considered minor disruptions. A malfunction of a feedback control mechanism used during refinement, such as a PID or closed loop controller for example, may also be considered a minor disruption.

여러 장치들, 모듈들, 시스템들, 및/또는 공정들과 관련하여 사용되는 "통합된"이라는 용어는 장치들, 모듈들, 시스템들, 및/또는 공정들이 연속적으로 작동할 수 있는 통합 시스템을 구성하도록 물리적으로 및 수송적으로 연결되어 있음을 의미한다. 정제된 생물학적 생성물을 생산하기 위한 통합된 연속 또는 반연속 시스템에 관한 본 발명의 시스템의 맥락에서, 통합 시스템은 시스템의 서로 다른 구성요소들 사이의 연속적인 흐름을 유지하기에 충분한 방식으로 서로 다른 구성요소들을 직접 연결할 것이다.The term “integrated” when used in reference to multiple devices, modules, systems, and/or processes is intended to denote an integrated system in which the devices, modules, systems, and/or processes can operate continuously. It means that it is physically and transportically connected to constitute. In the context of the system of the present invention, which relates to an integrated continuous or semi-continuous system for producing a purified biological product, an integrated system is configured to differ from each other in a manner sufficient to maintain continuous flow between the different components of the system. We will connect the elements directly.

"중량 퍼센트" 또는 "%(w/w)"라는 용어는 구성요소 및 용매의 중량을 기준으로 계산된 용액 내 구성요소의 백분율을 지칭한다. 예를 들어, 구성요소의 1%(w/w) 용액은 구성요소 1g을 용매 100g에 용해한 것을 나타낼 것이다. "부피 퍼센트" 또는 "%(v/v)"라는 용어는 구성요소 및 용매의 부피를 기준으로 계산된 용액 내 구성요소의 백분율을 지칭한다. 예를 들어, 구성 요소의 1%(v/v) 용액은 구성요소 1ml를 용매 100ml에 용해한 것을 나타낼 것이다.The term “weight percent” or “% (w/w)” refers to the percentage of a component in a solution calculated based on the weight of the component and solvent. For example, a 1% (w/w) solution of a component would represent 1 g of the component dissolved in 100 g of solvent. The term “volume percent” or “% (v/v)” refers to the percentage of a component in a solution calculated based on the volume of the component and solvent. For example, a 1% (v/v) solution of a component would represent 1 ml of the component dissolved in 100 ml of solvent.

실시예Example

하기 실시예는 본 발명의 어떤 특정 구현예들을 예시하는 것으로, 본 발명의 범위를 제한하려는 것은 아니다.The following examples illustrate certain specific embodiments of the invention and are not intended to limit the scope of the invention.

본원의 구현예들은 하기 실시예 및 상세한 프로토콜에 의해 추가로 설명된다. 다만, 실시예는 구현예를 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 출원 전체에 걸쳐 인용된 모든 참고문헌 및 공개된 특허 및 특허 출원의 내용은 참조에 의해 본원에 포함되어 있다.Embodiments herein are further illustrated by the following examples and detailed protocols. However, the examples are only for exemplifying embodiments and should not be construed as limiting the scope of the present invention. The contents of all references and published patents and patent applications cited throughout this application are incorporated herein by reference.

실시예 1: 동적 여과 모듈, 친화도 기반의 자성 정제 모듈, 및 자유 흐름 전기영동 모듈을 이용한 단클론 항체의 연속 생산 및 정제 방법Example 1: Method for Continuous Production and Purification of Monoclonal Antibodies Using a Dynamic Filtration Module, an Affinity-Based Magnetic Purification Module, and a Free Flow Electrophoresis Module

에타너셉트(etanercept)는 4g/L의 역가로 정상 상태에서 작동하는 케모스탯 생물반응기에서 연속적으로 생산된다. 에타너셉트, 큰 불순물, 및 작은 불순물을 포함하는 불균질 혼합물은 10mL/분의 유속으로 입력 라인(관류 생물반응기 배출 라인)과 소통하는 단일 출력 헤드를 통해 동적 여과 모듈로 전달된다. 큰 불순물은 동적 여과(0.45μm PES, 압연 필터 멤브레인; 병렬 슬롯이 있는 개구부 및 온도 제어 기능이 있는 기계적으로 평탄한 멤브레인 지지 구조물; 세척 구역; 멤브레인 수송 속도 1mm/초; 진공 게이지 압력 -0.9bar; 제어가능한 T-밸브가 있는 진공 수집 용기 2개)에 의해 제거되어 에타너셉트 및 소량의 불순물을 포함하는 여액을 생성한다. 제1 진공 수집 용기가 용량에 도달하면, 흐름이 제2 진공 수집 용기로 전환되고, 제1 진공 수집 용기가 대기압과 평형을 이룬다.Etanercept is produced continuously in a chemostat bioreactor operating at steady state with a titer of 4 g/L. The heterogeneous mixture comprising etanercept, large impurities, and small impurities is delivered to the dynamic filtration module through a single output head communicating with an input line (perfusion bioreactor discharge line) at a flow rate of 10 mL/min. Large impurities are filtered by dynamic filtration (0.45 μm PES, rolled filter membrane; mechanically flat membrane support structure with parallel slotted openings and temperature control; washing zone; membrane transfer rate 1 mm/s; vacuum gauge pressure -0.9 bar; control 2 vacuum collection vessels with possible T-valves) to produce a filtrate containing etanercept and minor impurities. When the first vacuum collection vessel reaches capacity, flow is diverted to the second vacuum collection vessel and the first vacuum collection vessel equilibrates with atmospheric pressure.

여액은 제1 진공 수집 용기(대기압과 평형을 이룸)에서 튜빙 연결부 및 연동 펌프를 통해 10mL/분의 유속으로 친화도 기반의 자성 정제 모듈의 유입구로 전달된다. 여액은 루프 컨베이어 시스템의 홈 위치(home position)에서 결합/세척 버퍼(0.025M Tris, 0.15M NaCl; pH 7)에 현탁된 2중량%의 단백질 A 코팅된 자성 수지 비드들(40μm)이 채워진 얇은 벽의 수송 용기에 도입된다. 수송 용기가 채워지면, 수송 용기는 평형 구역으로 이동하여 30분 동안 결합되고, 그 동안 다음 수송 용기는 연속적인 여액 흐름을 계속해서 수용한다. 단백질 A 코팅된 자성 수지 비드들과 항체의 결합에 이어, 수송 용기는 자성 수지 비드가 수송 용기의 벽을 향해 이동할 수 있도록 영구 자기장 구역으로 이동한다. 작은 불순물을 포함하는 용액은 흡인에 의해 제거되고, 폐기물 용기로 보내진다. 결합/세척 버퍼(0.025M Tris, 0.15M NaCl; pH 7)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 세척이 가능하도록 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 폐기물 용기로 보내진다. 결합/세척 버퍼를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 세척이 가능하도록 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 폐기물 용기로 보내진다. 결합/세척 버퍼를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 세척이 가능하도록 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 폐기물 용기로 보내진다. 낮은 pH 용출 버퍼(0.1M 글리신, pH 2.0)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 용출이 가능하도록 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 수집 용기로 보내진다. 낮은 pH 용출 버퍼(0.1M 글리신, pH 2.0)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 용출이 가능하도록 한다. 수송 용기는 자성 수지 비드가 수송 용기의 단일벽을 향해 이동할 수 있도록 영구 자기장 구역으로 이동한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 수집 용기로 보내진다. 재생 버퍼(0.25M Tris; pH 8.5)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 세척이 가능하도록 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 폐기물 용기로 보내진다. 결합/세척 버퍼(0.025M Tris, 0.15M NaCl; pH 7)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 버퍼 교환을 가능하게 하여 자성 수지 비드들을 이들의 초기 상태로 되돌려 재활용을 완료한다.The filtrate is transferred from the first vacuum collection vessel (equalized to atmospheric pressure) through tubing connections and a peristaltic pump to the inlet of the affinity-based magnetic purification module at a flow rate of 10 mL/min. The filtrate was prepared in a thin layer filled with 2 wt % Protein A coated magnetic resin beads (40 μm) suspended in binding/wash buffer (0.025 M Tris, 0.15 M NaCl; pH 7) at the home position of the loop conveyor system. It is introduced into the transport container of the wall. Once the transport vessel is full, it is moved to the equilibration zone and is engaged for 30 minutes, during which time the next transport vessel continues to receive a continuous stream of filtrate. Following binding of the antibody to the protein A coated magnetic resin beads, the transport container is moved into a permanent magnetic field region so that the magnetic resin beads can move towards the wall of the transport container. Solutions containing minor impurities are removed by suction and sent to a waste container. Binding/washing buffer (0.025M Tris, 0.15M NaCl; pH 7) is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow washing. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a waste container. Binding/washing buffer is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow for washing. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a waste container. Binding/washing buffer is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow for washing. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a waste container. A low pH elution buffer (0.1M glycine, pH 2.0) is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow elution. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a collection vessel. A low pH elution buffer (0.1M glycine, pH 2.0) is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow elution. The transport container moves into the permanent magnetic field region so that the magnetic resin beads can move towards the single wall of the transport container. The solution is removed by suction and sent to a collection vessel. Regeneration buffer (0.25M Tris; pH 8.5) is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow washing. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a waste container. Binding/washing buffer (0.025M Tris, 0.15M NaCl; pH 7) is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow buffer exchange to return the magnetic resin beads to their initial state to complete recycling.

친화도 정제된 항체 용액은 튜빙 연결부 및 연동 펌프를 통해 10mL/분의 유속으로 수집 용기에서 등전점 기반의 유체 정제 모듈의 유입구로 전달된다. 상기 용액은 등전 집속 모드에서 작동할 수 있도록 인가 전압 하에 pH 4와 pH 9 사이의 안정적인 선형 pH 구배를 달성하도록 설계된 양쪽성 전해질 용액, 연속적이고 장기적인 작동을 가능하게 하는 기포 제거 및 탈기 시스템, 주울 열을 제거하고 온도를 4℃ 내지 37℃에서 유지하기 위한 능동 냉각 시스템, 및 인라인 공정 모니터링을 가능하게 하는 액체 회로 차단기를 포함하는 제1 자유 흐름 전기영동 장치에 도입된다. 상기 제1 장치의 목표는 항체(pI 7-9)로부터 잔류하는 숙주 세포 단백질(pl 4-7 및 9-10)을 장치의 유출구에서 적어도 2개의 분획들로 분리하는 것이다. 항체 분획을 포함하는 유출구(들)는 직렬로 연결되어 있는 제2 자유 흐름 전기영동 장치의 유입구가 되는 반면, 숙주 세포 단백질을 포함하는 유출구(들)는 폐기물 수집으로 보내진다. 항체 분획은 고도로 분해되는 등속 전기영동 모드에서 작동할 수 있도록 설계된 스페이서 용액 및 2개의 분리된 양쪽성 전해질 용액들, 연속적이고 장기적인 작동을 가능하게 하는 기포 제거 및 탈기 시스템, 주울 열을 제거하고 온도를 4℃ 내지 37℃에서 유지하기 위한 능동 냉각 시스템, 및 인라인 공정 모니터링을 가능하게 하는 액체 회로 차단기를 포함하는 제2 자유 흐름 전기영동 장치에 도입된다. 상기 제1 장치의 이러한 목표는 에타너셉트(pI 7.9)로부터 잔류 숙주 세포 항체(pI 7-9)를 장치의 유출구에서 적어도 2개의 분획들로 분리하는 것이다. 정제된 에타너셉트를 포함하는 유출구(들)는 수집되는 반면, 항체 불순물을 포함하는 유출구(들)는 폐기물 수집으로 보내진다.The affinity purified antibody solution is delivered from the collection vessel to the inlet of the isoelectric based fluid purification module at a flow rate of 10 mL/min via a tubing connection and a peristaltic pump. The solution is an amphoteric electrolyte solution designed to achieve a stable linear pH gradient between pH 4 and pH 9 under an applied voltage so that it can operate in isoelectric focusing mode, a degassing and degassing system enabling continuous and long-term operation, Joule heat and an active cooling system to remove and maintain the temperature between 4°C and 37°C, and a liquid circuit breaker to enable in-line process monitoring. The goal of the first device is to separate the remaining host cell proteins (pl 4-7 and 9-10) from the antibodies (pI 7-9) into at least two fractions at the outlet of the device. The outlet(s) containing the antibody fraction become the inlet of a second free flow electrophoresis device in series, while the outlet(s) containing host cell proteins are directed to waste collection. Antibody fractionation consists of a spacer solution and two separate amphoteric electrolyte solutions designed to operate in a highly resolving isokinetic mode of electrophoresis, a degassing and degassing system allowing continuous and long-term operation, Joule heat removal and temperature control. A second free flow electrophoretic device is introduced which includes an active cooling system to maintain between 4°C and 37°C, and a liquid circuit breaker to enable in-line process monitoring. This goal of the first device is to separate residual host cell antibody (pI 7-9) from etanercept (pI 7.9) into at least two fractions at the outlet of the device. The outlet(s) containing purified etanercept are collected, while the outlet(s) containing antibody impurities are sent to waste collection.

정제되고 단리된 에타너셉트 용액은 수집 용기에서 고성능 접선 유동 여과(HP-TFF) 용기로 튜빙 연결부 및 연동 펌프를 통해 5mL/분의 유속으로 전달되어 HP-TFF가 유가식 모드에서 반연속적으로 수행될 수 있다. HP-TFF를 수행하여 버퍼 교환하고, 리툭시맙(ritxumab)을 추가로 정제(10의 디아볼륨으로 정용여과)한 다음 농축하여 정제된 에타너셉트를 포함하는 잔류액의 후속 바이알 충전을 가능하게 한다.The purified and isolated etanercept solution is transferred from the collection vessel to a high-performance tangential flow filtration (HP-TFF) vessel via tubing connections and a peristaltic pump at a flow rate of 5 mL/min so that HP-TFF can be performed semi-continuously in fed-batch mode. there is. HP-TFF is performed to perform buffer exchange, rituximab is further purified (diafiltered with a diavolume of 10) and then concentrated to allow subsequent vial filling of the retentate containing purified etanercept.

이 과정은 정상 상태의 세포 배양 성장 조건에 도달한 후 3개월 동안 연속적으로 수행된다.This process is performed continuously for 3 months after reaching steady state cell culture growth conditions.

실시예 2: 동적 여과 모듈, 친화도 기반 정제 모듈, 및 자유 흐름 전기영동 모듈을 이용한 단클론 항체의 연속 생산 및 정제 방법Example 2: Continuous Production and Purification Method of Monoclonal Antibodies Using Dynamic Filtration Module, Affinity-Based Purification Module, and Free Flow Electrophoresis Module

에타너셉트는 4g/L의 역가로 정상 상태에서 작동하는 케모스탯 생물반응기에서 연속적으로 생산된다. 에타너셉트, 큰 불순물, 및 작은 불순물을 포함하는 불균질 혼합물은 10mL/분의 유속으로 입력 라인(관류 생물반응기 배출 라인)과 소통하는 단일 출력 헤드를 통해 동적 여과 모듈로 전달된다. 큰 불순물은 동적 여과(0.45μm PES, 압연 필터 멤브레인; 병렬 슬롯이 있는 개구부 및 온도 제어 기능이 있는 기계적으로 평탄한 멤브레인 지지 구조물; 세척 구역; 멤브레인 수송 속도 1mm/초; 진공 게이지 압력 -0.9bar; 제어가능한 T-밸브가 있는 진공 수집 용기 2개)에 의해 제거되어 에타너셉트 및 소량의 불순물을 포함하는 여액을 생성한다. 제1 진공 수집 용기가 용량에 도달하면, 흐름이 제2 진공 수집 용기로 전환되고, 제1 진공 수집 용기가 대기압과 평형을 이룬다.Etanercept is produced continuously in a chemostat bioreactor operating at steady state with a titer of 4 g/L. The heterogeneous mixture comprising etanercept, large impurities, and small impurities is delivered to the dynamic filtration module through a single output head communicating with an input line (perfusion bioreactor discharge line) at a flow rate of 10 mL/min. Large impurities are filtered by dynamic filtration (0.45 μm PES, rolled filter membrane; mechanically flat membrane support structure with parallel slotted openings and temperature control; washing zone; membrane transfer rate 1 mm/s; vacuum gauge pressure -0.9 bar; control 2 vacuum collection vessels with possible T-valves) to produce a filtrate containing etanercept and minor impurities. When the first vacuum collection vessel reaches capacity, flow is diverted to the second vacuum collection vessel and the first vacuum collection vessel equilibrates with atmospheric pressure.

여액은 제1 진공 수집 용기(대기압과 평형을 이룸)에서 튜빙 연결부 및 연동 펌프를 통해 10mL/분의 유속으로 친화도 기반 정제 모듈의 유입구로 전달된다. 개스킷 리드 시스템을 통해, 여액은 기계적 회전 시스템의 충전 위치에서 결합/세척 버퍼(0.025M Tris, 0.15M NaCl, pH 7)에 현탁된 단백질 A 코팅된 수지 비드(90μm)의 고밀도 슬러리 40mL로 채워진 캐러셀 내의 용기에 도입된다. 용기가 채워지면, 용기는 평형 위치로 이동하여 30분 동안 결합할 수 있으며, 그 동안 다음 용기는 계속해서 연속적인 여액 흐름을 수용한다. 단백질 A 코팅된 수지 비드들과 항체의 결합에 이어, 용기를 세척 위치로 이동시켜 기저 다공성 멤브레인을 통한 압력 구동 흐름에 의해 작은 불순물을 포함하는 용액을 제거하고, 이를 폐기물 수집으로 보낸다. 결합/세척 버퍼(0.025M Tris, 0.15M NaCl; pH 7)를 첨가하여 수지 비드를 재현탁시키고, 5분 동안 세척이 가능하도록 한다. 세척 용액은 기저 다공성 멤브레인을 통한 압력 구동 흐름에 의해 제거되고, 폐기물 수집으로 보내진다. 이러한 세척 과정을 4회 반복하여 수지 비드를 효과적으로 세척한다. 단백질 A 코팅된 수지 비드를 세척한 후, 용기를 용출 위치로 이동시켜 포획된 에타너셉트를 기저 다공성 멤브레인을 통한 압력 구동 흐름에 의해 용출시키고, 이를 수집 용기로 보낸다. 낮은 pH 용출 버퍼(0.1M 글리신; pH 2.0)를 첨가하여 수지 비드를 재현탁하고, 5분 동안 평형화하여 탈결합 및 에타너셉트의 용출을 가능하게 한다. 용출액은 기저 다공성 멤브레인을 통한 압력 구동 흐름에 의해 제거되고, 수집 용기로 보내진다. 이러한 용출 과정을 4회 반복하여 수지 비드에서 에타너셉트를 효과적으로 용출시킨다. 수지 비드에서 에타너셉트를 용출한 후, 용기는 재생 위치로 이동하여 수지 비드를 재활용할 수 있다. 재생 버퍼(0.25M Tris; pH 8.5)를 첨가하여 수지 비드를 재현탁시키고, 5분 동안 평형화하여 수지 비드를 재생시킬 수 있다. 이러한 재생 과정을 2회 반복하여 수지 비드를 효과적으로 재생한다. 결합/세척 버퍼(0.025M Tris, 0.15M NaCl; pH 7)를 첨가하고, 버퍼 교환이 가능하도록 5분 동안 평형화하여 수지 비드들을 이들의 초기 상태로 되돌려 재활용을 완료한다. 이러한 버퍼 교환은 2회 반복되며, 재생 및 재활용 공정의 마지막 측면을 나타낸다.The filtrate is transferred from the first vacuum collection vessel (equalized to atmospheric pressure) through tubing connections and a peristaltic pump to the inlet of the affinity-based purification module at a flow rate of 10 mL/min. Via a gasket lid system, the filtrate was passed through a cassette filled with 40 mL of a high-density slurry of Protein A coated resin beads (90 μm) suspended in binding/wash buffer (0.025 M Tris, 0.15 M NaCl, pH 7) at the filling position of a mechanical rotation system. It is introduced into the container in the russell. Once the vessel is filled, the vessel is moved to the equilibrium position and allowed to engage for 30 minutes, during which time the next vessel continues to receive a continuous stream of filtrate. Following binding of the protein A coated resin beads to the antibody, the vessel is moved to a washing position to remove the solution containing small impurities by pressure driven flow through the underlying porous membrane and direct it to waste collection. Resuspend the resin beads by adding binding/washing buffer (0.025M Tris, 0.15M NaCl; pH 7) and allow to wash for 5 minutes. The wash solution is removed by pressure driven flow through the underlying porous membrane and sent to waste collection. This washing process is repeated 4 times to effectively clean the resin beads. After washing the protein A coated resin beads, the container is moved to the elution position to elute the captured etanercept by pressure driven flow through the underlying porous membrane, which is sent to a collection container. Resuspend the resin beads by adding low pH elution buffer (0.1 M glycine; pH 2.0) and equilibrate for 5 minutes to allow debinding and elution of etanercept. The eluate is removed by pressure driven flow through the underlying porous membrane and sent to a collection vessel. By repeating this elution process 4 times, etanercept is effectively eluted from the resin beads. After eluting the etanercept from the resin beads, the container can be moved to a regeneration position to recycle the resin beads. The resin beads can be resuspended by adding regeneration buffer (0.25M Tris; pH 8.5) and allowed to equilibrate for 5 minutes to regenerate the resin beads. By repeating this regeneration process twice, the resin beads are effectively regenerated. Binding/washing buffer (0.025M Tris, 0.15M NaCl; pH 7) is added and equilibrated for 5 minutes to allow buffer exchange to return the resin beads to their initial state and complete recycling. This buffer exchange is repeated twice and represents the final aspect of the regeneration and recycling process.

친화도 정제된 항체 용액은 튜빙 연결부 및 연동 펌프를 통해 10mL/분의 유속으로 수집 용기에서 등전점 기반의 유체 정제 모듈의 유입구로 전달된다. 상기 용액은 등전 집속 모드에서 작동할 수 있도록 인가 전압 하에 pH 4와 pH 9 사이의 안정적인 선형 pH 구배를 달성하도록 설계된 양쪽성 전해질 용액, 연속적이고 장기적인 작동을 가능하게 하는 기포 제거 및 탈기 시스템, 주울 열을 제거하고 온도를 4℃ 내지 37℃에서 유지하기 위한 능동 냉각 시스템, 및 인라인 공정 모니터링을 가능하게 하는 액체 회로 차단기를 포함하는 제1 자유 흐름 전기영동 장치에 도입된다. 상기 제1 장치의 목표는 항체(pI 7-9)로부터 잔류하는 숙주 세포 단백질(pl 4-7 및 9-10)을 장치의 유출구에서 적어도 2개의 분획들로 분리하는 것이다. 항체 분획을 포함하는 유출구(들)는 직렬로 연결되어 있는 제2 자유 흐름 전기영동 장치의 유입구가 되는 반면, 숙주 세포 단백질을 포함하는 유출구(들)는 폐기물 수집으로 보내진다. 항체 분획은 고도로 분해되는 등속 전기영동 모드에서 작동할 수 있도록 설계된 스페이서 용액 및 2개의 분리된 양쪽성 전해질 용액들, 연속적이고 장기적인 작동을 가능하게 하는 기포 제거 및 탈기 시스템, 주울 열을 제거하고 온도를 4℃ 내지 37℃에서 유지하기 위한 능동 냉각 시스템, 및 인라인 공정 모니터링을 가능하게 하는 액체 회로 차단기를 포함하는 제2 자유 흐름 전기영동 장치에 도입된다. 상기 제1 장치의 이러한 목표는 에타너셉트(pI 7.9)로부터 잔류 숙주 세포 항체(pI 7-9)를 장치의 유출구에서 적어도 2개의 분획들로 분리하는 것이다. 정제된 에타너셉트를 포함하는 유출구(들)는 수집되는 반면, 항체 불순물을 포함하는 유출구(들)는 폐기물 수집으로 보내진다.The affinity purified antibody solution is delivered from the collection vessel to the inlet of the isoelectric based fluid purification module at a flow rate of 10 mL/min via a tubing connection and a peristaltic pump. The solution is an amphoteric electrolyte solution designed to achieve a stable linear pH gradient between pH 4 and pH 9 under an applied voltage so that it can operate in isoelectric focusing mode, a degassing and degassing system enabling continuous and long-term operation, Joule heat and an active cooling system to remove and maintain the temperature between 4°C and 37°C, and a liquid circuit breaker to enable in-line process monitoring. The goal of the first device is to separate the remaining host cell proteins (pl 4-7 and 9-10) from the antibodies (pI 7-9) into at least two fractions at the outlet of the device. The outlet(s) containing the antibody fraction become the inlet of a second free flow electrophoresis device in series, while the outlet(s) containing host cell proteins are directed to waste collection. Antibody fractionation consists of a spacer solution and two separate amphoteric electrolyte solutions designed to operate in a highly resolving isokinetic mode of electrophoresis, a degassing and degassing system allowing continuous and long-term operation, Joule heat removal and temperature control. A second free flow electrophoretic device is introduced which includes an active cooling system to maintain between 4°C and 37°C, and a liquid circuit breaker to enable in-line process monitoring. This goal of the first device is to separate residual host cell antibody (pI 7-9) from etanercept (pI 7.9) into at least two fractions at the outlet of the device. The outlet(s) containing purified etanercept are collected, while the outlet(s) containing antibody impurities are sent to waste collection.

정제되고 단리된 에타너셉트 용액은 수집 용기에서 고성능 접선 유동 여과(HP-TFF) 용기로 튜빙 연결부 및 연동 펌프를 통해 5mL/분의 유속으로 전달되어 HP-TFF가 유가식 모드에서 반연속적으로 수행될 수 있다. HP-TFF를 수행하여 버퍼 교환하고, 리툭시맙(ritxumab)을 추가로 정제(10의 디아볼륨으로 정용여과)한 다음 농축하여 정제된 에타너셉트를 포함하는 잔류액의 후속 바이알 충전을 가능하게 한다.The purified and isolated etanercept solution is transferred from the collection vessel to a high-performance tangential flow filtration (HP-TFF) vessel via tubing connections and a peristaltic pump at a flow rate of 5 mL/min so that HP-TFF can be performed semi-continuously in fed-batch mode. there is. HP-TFF is performed to perform buffer exchange, rituximab is further purified (diafiltered with a diavolume of 10) and then concentrated to allow subsequent vial filling of the retentate containing purified etanercept.

이 과정은 정상 상태의 세포 배양 성장 조건에 도달한 후 3개월 동안 연속적으로 수행된다.This process is performed continuously for 3 months after reaching steady state cell culture growth conditions.

실시예 3: 동적 여과 모듈, 친화도 기반의 자성 정제 모듈, 및 전하 기반의 자성 정제 모듈을 이용한 단클론 항체의 연속 생산 및 정제 방법Example 3: Method for Continuous Production and Purification of Monoclonal Antibodies Using a Dynamic Filtration Module, an Affinity-Based Magnetic Purification Module, and a Charge-Based Magnetic Purification Module

에타너셉트는 4g/L의 역가로 정상 상태에서 작동하는 케모스탯 생물반응기에서 연속적으로 생산된다. 에타너셉트, 큰 불순물, 및 작은 불순물을 포함하는 불균질 혼합물은 5mL/분의 유속으로 입력 라인(케모스탯 생물반응기 배출 라인)과 소통하는 단일 출력 헤드를 통해 동적 여과 모듈로 전달된다. 큰 불순물은 동적 여과(0.45μm PES, 압연 필터 멤브레인; 병렬 슬롯이 있는 개구부 및 온도 제어 기능이 있는 기계적으로 평탄한 멤브레인 지지 구조물; 세척 구역; 멤브레인 수송 속도 2mm/초; 진공 6Torr; 제어가능한 T-밸브가 있는 진공 수집 용기 2개)에 의해 제거되어 에타너셉트 및 소량의 불순물을 포함하는 여액을 생성한다. 제1 진공 수집 용기가 용량에 도달하면, 흐름이 제2 진공 수집 용기로 전환되고, 제1 진공 수집 용기가 대기압과 평형을 이룬다.Etanercept is produced continuously in a chemostat bioreactor operating at steady state with a titer of 4 g/L. The heterogeneous mixture containing etanercept, large impurities, and small impurities is passed to the dynamic filtration module through a single output head communicating with an input line (chemostat bioreactor discharge line) at a flow rate of 5 mL/min. Large impurities are filtered by dynamic filtration (0.45 μm PES, rolled filter membrane; mechanically flat membrane support structure with parallel slotted apertures and temperature control; washing zone; membrane transfer rate 2 mm/sec; vacuum 6 Torr; controllable T-valve 2 vacuum collection vessels) to produce a filtrate containing etanercept and minor impurities. When the first vacuum collection vessel reaches capacity, flow is diverted to the second vacuum collection vessel and the first vacuum collection vessel equilibrates with atmospheric pressure.

여액은 제1 진공 수집 용기(대기압과 평형을 이룸)에서 튜빙 연결부 및 연동 펌프를 통해 5mL/분의 유속으로 친화도 기반의 자성 정제 모듈의 유입구로 전달된다. 여액은 루프 컨베이어 시스템의 홈 위치에서 결합/세척 버퍼(0.025M Tris, 0.15M NaCl, 0.05% Tween-20; pH 7)에 현탁된 2중량%의 단백질 A 코팅된 자성 수지 비드들(40μm)이 채워진 얇은 벽의 수송 용기에 도입된다. 수송 용기가 채워지면, 수송 용기는 평형 구역으로 이동하여 30분 동안 결합되고, 그 동안 다음 수송 용기는 연속적인 여액 흐름을 계속해서 수용한다. 단백질 A 코팅된 자성 수지 비드들과 항체의 결합에 이어, 수송 용기는 자성 수지 비드가 수송 용기의 벽을 향해 이동할 수 있도록 영구 자기장 구역으로 이동한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 폐기물 용기로 보내진다. 결합/세척 버퍼(0.025M Tris, 0.15M NaCl, 0.05% Tween-20; pH 7)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 세척이 가능하도록 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 폐기물 용기로 보내진다. 결합/세척 버퍼를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 세척이 가능하도록 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 폐기물 용기로 보내진다. 결합/세척 버퍼를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 세척이 가능하도록 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 폐기물 용기로 보내진다. 낮은 pH 용출 버퍼(0.1M 글리신, 0.05% Tween-20, pH 2.0)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 용출이 가능하도록 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 수집 용기로 보내진다. 낮은 pH 용출 버퍼(0.1M 글리신, 0.05% Tween-20, pH 2.0)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 용출이 가능하도록 한다. 수송 용기는 자성 수지 비드가 수송 용기의 단일벽을 향해 이동할 수 있도록 영구 자기장 구역으로 이동한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 수집 용기로 보내진다. 재생 버퍼(0.25M Tris, 0.05% Tween-20; pH 8.5)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 세척이 가능하도록 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 폐기물 용기로 보내진다. 재생 버퍼를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 자성 수지 비드를 재활용할 수 있다.The filtrate is transferred from the first vacuum collection vessel (equalized to atmospheric pressure) through tubing connections and a peristaltic pump to the inlet of the affinity-based magnetic purification module at a flow rate of 5 mL/min. The filtrate consists of 2 wt % Protein A coated magnetic resin beads (40 μm) suspended in binding/wash buffer (0.025 M Tris, 0.15 M NaCl, 0.05% Tween-20; pH 7) at the home position of the loop conveyor system. It is introduced into a filled, thin-walled transport vessel. Once the transport vessel is full, it is moved to the equilibration zone and is engaged for 30 minutes, during which time the next transport vessel continues to receive a continuous stream of filtrate. Following binding of the antibody to the protein A coated magnetic resin beads, the transport container is moved into a permanent magnetic field region so that the magnetic resin beads can move towards the walls of the transport container. The solution is removed by suction and sent to a waste container. Binding/washing buffer (0.025M Tris, 0.15M NaCl, 0.05% Tween-20; pH 7) is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow washing. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a waste container. Binding/washing buffer is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow for washing. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a waste container. Binding/washing buffer is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow for washing. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a waste container. A low pH elution buffer (0.1 M glycine, 0.05% Tween-20, pH 2.0) is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow elution. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a collection vessel. A low pH elution buffer (0.1 M glycine, 0.05% Tween-20, pH 2.0) is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow elution. The transport container moves into the permanent magnetic field region so that the magnetic resin beads can move towards the single wall of the transport container. The solution is removed by suction and sent to a collection vessel. Regeneration buffer (0.25M Tris, 0.05% Tween-20; pH 8.5) is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow washing. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a waste container. The magnetic resin beads can be recycled by adding a regeneration buffer and moving the transport vessel to the equilibration zone.

친화도 정제된 항체 용액을 pH 7로 조정하고, 수집 용기에서 양전하 기반의 자성 정제 모듈의 유입구로 튜빙 연결부 및 연동 펌프를 통해 5mL/분의 유속으로 전달한다. 상기 용액은 루프 컨베이어 시스템의 홈 위치에서 회합/세척 버퍼(0.025M Tris, 0.05% Tween-20, pH 7)에 현탁된 2중량% 양이온성 자성 수지 비드들(40μm)이 채워진 얇은 벽의 수송 용기에 도입된다. 수송 용기가 채워지면, 수송 용기는 평형 구역으로 이동하여 전하 또는 정전기적 회합을 30분 동안 가능하게 하며, 그 동안 다음 수송 용기는 연속 친화성 정제 항체 용액 흐름을 계속해서 수용한다. 양이온성 자성 수지 비드들과 항체의 결합에 이어, 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 폐기물 용기로 보내진다. 회합/세척 버퍼(0.025M Tris, 0.05% Tween-20, pH 7)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 세척이 가능하도록 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 폐기물 용기로 보내진다. 회합/세척 버퍼(0.025M Tris, 0.05% Tween-20, pH 7)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 세척이 가능하도록 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 폐기물 용기로 보내진다. 회합/세척 버퍼(0.025M Tris, 0.05% Tween-20, pH 7)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 세척이 가능하도록 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 폐기물 용기로 보내진다. 해리 버퍼(0.1M Tris, 0.1M NaCl, 0.05% Tween-20, pH 7)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 해리를 가능하게 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 수집 용기로 보내진다. 해리 버퍼(0.025M Tris, 0.15M NaCl, 0.05% Tween-20, pH 7)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 해리를 가능하게 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 수집 용기로 보내진다. 해리 버퍼(0.025M Tris, 0.2M NaCl, 0.05% Tween-20, pH 7)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 해리를 가능하게 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 수집 용기로 보내진다. 해리 버퍼(0.025M Tris, 0.25M NaCl, 0.05% Tween-20, pH 7)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 해리를 가능하게 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 수집 용기로 보내진다. 재생 버퍼(0.025M Tris, 0.05% Tween-20, pH 7)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 세척이 가능하도록 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 폐기물 용기로 보내진다. 재생 버퍼(0.025M Tris, 0.05% Tween-20, pH 7)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 자성 수지 비드를 재활용할 수 있다.The affinity-purified antibody solution is adjusted to pH 7 and transferred from the collection vessel to the inlet of the positive charge-based magnetic purification module via a tubing connection and a peristaltic pump at a flow rate of 5 mL/min. The solution was prepared in a thin-walled transport container filled with 2 wt % cationic magnetic resin beads (40 μm) suspended in association/wash buffer (0.025 M Tris, 0.05% Tween-20, pH 7) at the home position of the loop conveyor system. introduced into Once the transport vessel is filled, it is moved to an equilibration zone to allow charge or electrostatic association for 30 minutes, during which time the next transport vessel continues to receive the continuous flow of affinity purified antibody solution. Following binding of the cationic magnetic resin beads to the antibody, the transport container is moved to a permanent magnetic field region where the magnetic resin beads are mixed between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, then the transport container to move towards the single wall of The solution is removed by suction and sent to a waste container. Association/wash buffer (0.025M Tris, 0.05% Tween-20, pH 7) is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow washing. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a waste container. Association/wash buffer (0.025M Tris, 0.05% Tween-20, pH 7) is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow washing. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a waste container. Association/wash buffer (0.025M Tris, 0.05% Tween-20, pH 7) is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow washing. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a waste container. Dissociation buffer (0.1M Tris, 0.1M NaCl, 0.05% Tween-20, pH 7) is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow dissociation. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a collection vessel. Dissociation buffer (0.025M Tris, 0.15M NaCl, 0.05% Tween-20, pH 7) is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow dissociation. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a collection vessel. Dissociation buffer (0.025M Tris, 0.2M NaCl, 0.05% Tween-20, pH 7) is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow dissociation. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a collection vessel. Dissociation buffer (0.025M Tris, 0.25M NaCl, 0.05% Tween-20, pH 7) is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow dissociation. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a collection vessel. Regeneration buffer (0.025M Tris, 0.05% Tween-20, pH 7) is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow washing. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a waste container. The magnetic resin beads can be recycled by adding regeneration buffer (0.025M Tris, 0.05% Tween-20, pH 7) and moving the transport vessel to the equilibration zone.

양전하로 정제된 항체 용액은 접선 유동 여과에 의해 0.05M 인산염, pH 7로 버퍼 교환된 후, 수집 용기에서 음전하 기반의 자성 정제 모듈의 유입구로 튜빙 연결부 및 연동 펌프를 통해 5mL/분의 유속으로 전달된다. 상기 용액은 루프 컨베이어 시스템의 홈 위치에서 회합/세척 버퍼(0.05M 인산염, 0.05% Tween-20, pH 7)에 현탁된 2중량% 음이온성 자성 수지 비드들(40μm)로 채워진 얇은 벽의 수송 용기에 도입된다. 수송 용기가 채워지면, 수송 용기는 평형 구역으로 이동하여 전하 또는 정전기적 회합을 30분 동안 가능하게 하며, 그 동안 다음 수송 용기는 연속적인 양전하로 정제된 항체 용액 흐름을 계속해서 수용한다. 음이온성 자성 수지 비드들과 항체들의 회합에 이어, 수송 용기는 자성 수지 비드들이 수송 용기의 벽을 향해 이동할 수 있도록 영구 자기장 구역으로 이동한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 폐기물 용기로 보내진다. 회합/세척 버퍼(0.05M 인산염, 0.05% Tween-20, pH 7)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 세척이 가능하도록 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 폐기물 용기로 보내진다. 회합/세척 버퍼(0.05M 인산염, 0.05% Tween-20, pH 7)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 세척이 가능하도록 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 폐기물 용기로 보내진다. 회합/세척 버퍼(0.05M 인산염, 0.05% Tween-20, pH 7)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 세척이 가능하도록 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 폐기물 용기로 보내진다. 해리 버퍼(0.05M 인산염, 0.1M NaCl, 0.05% Tween-20, pH 7)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 해리를 가능하게 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 수집 용기로 보내진다. 해리 버퍼(0.05M 인산염, 0.15M NaCl, 0.05% Tween-20, pH 7)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 해리를 가능하게 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 수집 용기로 보내진다. 해리 버퍼(0.05M 인산염, 0.2M NaCl, 0.05% Tween-20, pH 7)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 해리를 가능하게 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 수집 용기로 보내진다. 해리 버퍼(0.05M 인산염, 0.25M NaCl, 0.05% Tween-20, pH 7)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 해리를 가능하게 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 수집 용기로 보내진다. 재생 버퍼(0.05M 인산염, 0.05% Tween-20, pH 7)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 세척이 가능하도록 한다. 수송 용기는 영구 자기장 영역으로 이동하여 자성 수지 비드들이 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 2개의 분리된 반대 자기장들 사이에서 혼합된 후, 수송 용기의 단일벽을 향해 이동하도록 한다. 상기 용액은 흡인에 의해 제거되고, 폐기물 용기로 보내진다. 재생 버퍼(0.05M 인산염, 0.05% Tween-20, pH 7)를 첨가하고, 수송 용기를 평형 구역으로 이동시켜 자성 수지 비드를 재활용할 수 있다.The positively charged purified antibody solution is buffer exchanged with 0.05 M phosphate, pH 7 by tangential flow filtration and then transferred from the collection vessel to the inlet of the negatively charged based magnetic purification module via a tubing connection and a peristaltic pump at a flow rate of 5 mL/min. do. The solution is a thin-walled transport vessel filled with 2 wt % anionic magnetic resin beads (40 μm) suspended in association/wash buffer (0.05 M phosphate, 0.05% Tween-20, pH 7) at the home position of the loop conveyor system. introduced into Once the transport vessel is filled, the transport vessel is moved to an equilibrium zone to allow charge or electrostatic association for 30 minutes, during which time the next transport vessel continues to receive a continuous flow of positively charged purified antibody solution. Following association of the antibodies with the anionic magnetic resin beads, the transport container is moved into a permanent magnetic field region so that the magnetic resin beads can move towards the wall of the transport container. The solution is removed by suction and sent to a waste container. Association/wash buffer (0.05 M Phosphate, 0.05% Tween-20, pH 7) is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow for washing. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a waste container. Association/wash buffer (0.05 M Phosphate, 0.05% Tween-20, pH 7) is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow for washing. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a waste container. Association/wash buffer (0.05 M Phosphate, 0.05% Tween-20, pH 7) is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow for washing. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a waste container. Dissociation buffer (0.05 M Phosphate, 0.1 M NaCl, 0.05% Tween-20, pH 7) is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow dissociation. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a collection vessel. Dissociation buffer (0.05 M Phosphate, 0.15 M NaCl, 0.05% Tween-20, pH 7) is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow dissociation. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a collection vessel. Dissociation buffer (0.05 M Phosphate, 0.2 M NaCl, 0.05% Tween-20, pH 7) is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow dissociation. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a collection vessel. Dissociation buffer (0.05 M Phosphate, 0.25 M NaCl, 0.05% Tween-20, pH 7) is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow dissociation. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a collection vessel. Regeneration buffer (0.05 M Phosphate, 0.05% Tween-20, pH 7) is added and the transport vessel is moved to the equilibration zone to allow for washing. The transport vessel moves into the permanent magnetic field region, causing the magnetic resin beads to mix between two separate opposing magnetic fields that switch between on and off states, and then move towards the single wall of the transport vessel. The solution is removed by suction and sent to a waste container. The magnetic resin beads can be recycled by adding regeneration buffer (0.05 M Phosphate, 0.05% Tween-20, pH 7) and moving the transport vessel to the equilibration zone.

음전하로 정제되고 단리된 에타너셉트 용액은 수집 용기에서 고성능 접선 유동 여과(HP-TFF) 용기로 튜빙 연결부와 연동 펌프를 통해 5mL/분의 유속으로 전달되어 HP-TFF가 유가식 모드에서 반연속적으로 수행될 수 있다. HP-TFF를 수행하여 버퍼 교환하고, 리툭시맙(ritxumab)을 추가로 정제(10의 디아볼륨으로 정용여과)한 다음 농축하여 정제된 에타너셉트를 포함하는 잔류액의 후속 바이알 충전을 가능하게 한다.Negatively charged purified and isolated etanercept solution is transferred from the collection vessel to a high performance tangential flow filtration (HP-TFF) vessel via tubing connections and a peristaltic pump at a flow rate of 5 mL/min where HP-TFF is performed semi-continuously in fed-batch mode It can be. HP-TFF is performed to perform buffer exchange, rituximab is further purified (diafiltered with a diavolume of 10) and then concentrated to allow subsequent vial filling of the retentate containing purified etanercept.

이 과정은 정상 상태의 세포 배양 성장 조건에 도달한 후 3개월 동안 연속적으로 수행된다.This process is performed continuously for 3 months after reaching steady state cell culture growth conditions.

실시예 4: 불균질 혼합물에서 POLYBEADS를 정화하기 위한 동적 여과 모듈Example 4: Dynamic Filtration Module for Purifying POLYBEADS in Heterogeneous Mixtures

본원에 기재된 예시적인 동적 여과 모듈은, 단일 슬롯 다이 출력 헤드로부터 10mL/분의 입력 유속으로 1X PBS 중 인간 다클론 IgG(hIgG)의 0.5g/L 용액에 현탁된 서로 다른 세포 및 세포 파편 모방 크기(각각 7.3x107, 1.1x108, 1.1x108, 1.1x108, 3.4x107, 및 1.0x106개의 입자/mL에서 0.5μm, 0.75μm, 1μm, 2μm, 3μm, 및 10μm 직경)를 갖는 PolyBeads를 포함하는 불균질 혼합물로부터 모델 표적 항체, 인간 다클론 IgG(hIgG)를 성공적으로 정제하는 연속 동적 여과를 위해 제공되었다. PolyBeads를 정화하면 정제된 hIgG를 포함하는 여액이 생성되었다. 10mL/분의 유속에서 단백질 회수율은 10,000 xg에서 5분의 표준 원심분리 공정의 회수율과 비슷했다(도 11c 및 11d).An exemplary dynamic filtration module described herein includes different cell and cell debris mimicking sizes suspended in a 0.5 g/L solution of human polyclonal IgG (hlgG) in 1X PBS at an input flow rate of 10 mL/min from a single slot die output head. (0.5μm, 0.75μm, 1μm, 2μm, 3μm, and 10μm diameter at 7.3x10 7 , 1.1x10 8 , 1.1x10 8 , 1.1x10 8 , 3.4x10 7 , and 1.0x10 6 particles/mL, respectively) provided for continuous dynamic filtration that successfully purified a model target antibody, human polyclonal IgG (hlgG), from a heterogeneous mixture comprising Purification of the PolyBeads resulted in a filtrate containing purified hIgG. Protein recovery at a flow rate of 10 mL/min was comparable to that of a standard 5 min centrifugation process at 10,000 xg (FIGS. 11c and 11d).

멤브레인 지지 구조물의 설계 및 재료 선택은 젖은 상태에서 충분한 부압(게이지 압력 -0.9bar) 하에서 0.5mm/초의 속도로 연속 멤브레인 수송을 가능하게 하는 데 중요했으며, 따라서 모든 멤브레인 접촉 표면에 대해 젖었을 때의 정적 마찰 계수가 낮은 재료(예를 들어, 기계적으로 평탄한 PTFE)의 선택이 매우 중요했다(도 8).The design and material selection of the membrane support structure was critical to enable continuous membrane transport at a rate of 0.5 mm/s under sufficient negative pressure (gauge pressure -0.9 bar) in the wet state, and thus, for all membrane contact surfaces, the wet The selection of a material with a low static friction coefficient (e.g., mechanically flat PTFE) was very important (FIG. 8).

실시예 5: 불균질 혼합물로부터의 세포 정화를 위한 동적 여과 모듈Example 5: Dynamic filtration module for purification of cells from heterogeneous mixtures

본원에 기재된 예시적인 동적 여과 모듈은, 단일 슬롯 다이 출력 헤드로부터 2mL/분의 입력 유속으로 hlgG와 스파이킹된 RPMI 배지 중의 뮤린 골수종 세포의 현탁액(2.0x106개의 세포/mL)을 포함하는 불균질 혼합물로부터 모델 표적 항체, 인간 다클론 IgG(hIgG)를 1g/L의 최종 농도로 성공적으로 정제하는 연속 동적 여과를 위해 제공되었다. 세포 및 세포 파편을 정화하면 정제된 hIgG를 포함하는 여액을 생성되었다. 2mL/분의 유속에서 단백질 회수율은 10,000 xg에서 5분의 표준 원심분리 공정의 회수율과 비슷했다(도 13a 내지 13c).An exemplary dynamic filtration module described herein comprises a heterogeneous suspension comprising a suspension of murine myeloma cells (2.0x10 6 cells/mL) in RPMI medium spiked with hlgG at an input flow rate of 2 mL/min from a single slot die output head. The mixture was provided for continuous dynamic filtration which successfully purified the model target antibody, human polyclonal IgG (hlgG), to a final concentration of 1 g/L. Purification of cells and cellular debris produced a filtrate containing purified hIgG. Protein recovery at a flow rate of 2 mL/min was comparable to that of a standard 5 min centrifugation process at 10,000 xg (FIGS. 13A-13C).

멤브레인 지지 구조물의 설계 및 재료 선택은 젖은 상태에서 충분한 부압(게이지 압력 -0.9bar) 하에서 0.5mm/초의 속도로 연속 멤브레인 수송을 가능하게 하는 데 중요했으며, 따라서 모든 멤브레인 접촉 표면에 대해 젖었을 때의 정적 마찰 계수가 낮은 재료(예를 들어, 기계적으로 평탄한 PTFE)의 선택이 매우 중요했다(도 8).The design and material selection of the membrane support structure was critical to enable continuous membrane transport at a rate of 0.5 mm/s under sufficient negative pressure (gauge pressure -0.9 bar) in the wet state, and thus, for all membrane contact surfaces, the wet The selection of a material with a low static friction coefficient (e.g., mechanically flat PTFE) was very important (FIG. 8).

실시예 6: 동적 여과 모듈에 의한 상이한 물리화학적 특성들을 갖는 단백질들의 회수Example 6: Recovery of proteins with different physicochemical properties by dynamic filtration module

수송 속도가 0.5mm/초인 0.45μm PES 필터 멤브레인이 장착된 예시적인 동적 여과 모듈을 통한 동적 여과를, 서로 다른 농도의 BSA(0.5-10g/L, MW 66,000Da, pl 4.5-5) 용액, 라이소자임 용액(5g/L, MW 14,000Da, pl 11), 및 hIgG 용액(0.5g/L, MW 150,000, pl 6-8)에 대해 10mL/분의 입력 유속, 및 -0.9 bar의 진공 게이지 압력으로 수행하여 단백질 회수율을 평가하였고, 이는 BCA 검정에 의해 생성된 여액(각 용액에 대해 n=3)의 분광광도계 분석에 의해 결정되었다. 단백질 회수율은 모든 단백질들에 대해 유사하였고, 96%를 초과하는 것으로 관찰되었다(도 12a).Dynamic filtration through an exemplary dynamic filtration module equipped with a 0.45 μm PES filter membrane with a transport rate of 0.5 mm/sec was performed using different concentrations of BSA (0.5-10 g/L, MW 66,000 Da, pl 4.5-5) solutions, lysozyme solution (5 g/L, MW 14,000 Da, pl 11), and hIgG solution (0.5 g/L, MW 150,000, pl 6-8) at an input flow rate of 10 mL/min, and vacuum gauge pressure of -0.9 bar. protein recovery was assessed, which was determined by spectrophotometric analysis of the filtrate generated by the BCA assay (n=3 for each solution). Protein recovery was similar for all proteins and was observed to exceed 96% (FIG. 12A).

실시예 7: 동적 여과 모듈 성능에 대한 필터 멤브레인 재료의 영향Example 7: Effect of filter membrane material on dynamic filtration module performance

수송 속도가 0.5mm/초인, 서로 다른 낮은 단백질 결합 필터 멤브레인 재료들(PES, 친수성 PVDF) 및 기공 크기들(0.45μm, 0.22μm)을 갖는 예시적인 동적 여과 모듈을 통한 동적 여과를, hIgG 용액(0.5g/L)에 대해 10mL/분의 입력 유속 및 -0.9bar의 진공 게이지 압력으로 수행하여 단백질 회수율을 평가하였고, 이는 BCA 검정에 의해 생성된 여액(각 용액에 대해 n=3)의 분광광도계 분석에 의해 결정되었다. 단백질 회수율은 각각의 필터 멤브레인 재료 및 기공 크기에 대해 유사하였고, 96%를 초과하는 것으로 관찰되었다(도 12b).Dynamic filtration through an exemplary dynamic filtration module with different low protein binding filter membrane materials (PES, hydrophilic PVDF) and pore sizes (0.45 μm, 0.22 μm) with a transport rate of 0.5 mm/sec, hIgG solution ( 0.5 g/L) at an input flow rate of 10 mL/min and a vacuum gauge pressure of -0.9 bar to evaluate protein recovery, which was determined by spectrophotometric analysis of the filtrate generated by the BCA assay (n=3 for each solution). determined by analysis. Protein recoveries were similar for each filter membrane material and pore size and were observed to exceed 96% (FIG. 12B).

실시예 8: 동적 여과 모듈 성능에 대한 다른 멤브레인 지지 구조물의 형상 및 재료의 영향Example 8: Impact of different membrane support structure shapes and materials on dynamic filtration module performance

서로 다른 개구부 형상(5개의 병렬 슬롯들, 다공성 친수성 PE 인서트)을 갖는 기계적으로 평탄한 PTFE 멤브레인 지지 구조물, 및 수송 속도가 0.5mm/초인 0.45μm PES 필터 멤브레인이 장착된 예시적인 동적 여과 모듈을 통한 동적 여과를, hIgG 용액(0.5g/L)에 대해 10mL/분의 입력 유속 및 -0.9bar의 진공 게이지 압력으로 수행하여 단백질 회수율을 평가하였고, 이는 BCA 검정에 의해 생성된 여액(각 용액에 대해 n=3)의 분광광도계 분석에 의해 결정되었다. 단백질 회수율은 각각의 멤브레인 지지 구조물에 대해 유사하였고, 96%를 초과하는 것으로 관찰되었다(도 12c).Dynamic through an exemplary dynamic filtration module equipped with a mechanically flat PTFE membrane support structure with different opening shapes (5 parallel slots, porous hydrophilic PE insert), and a 0.45 μm PES filter membrane with a transport speed of 0.5 mm/sec. Filtration was performed with an input flow rate of 10 mL/min and a vacuum gauge pressure of -0.9 bar for hIgG solutions (0.5 g/L) to assess protein recovery, which was obtained from the filtrate produced by the BCA assay (n for each solution). = 3) was determined by spectrophotometric analysis. Protein recovery was similar for each membrane support construct and was observed to exceed 96% (FIG. 12C).

실시예 9: 연속적이고 장기적인 동적 여과 모듈 성능Example 9: Continuous and long-term dynamic filtration module performance

기계적으로 평탄한 PTFE 멤브레인 지지 구조물, 및 수송 속도가 0.5mm/초인 0.45μm PES 필터 멤브레인이 장착된 예시적인 동적 여과 모듈을 통한 연속 동적 여과를, 라이소자임 용액(0.5g/L)에 대해 5mL/분 또는 10mL/분의 입력 유속 및 -0.9bar의 진공 게이지 압력으로 수행하여 25분 동안 종방향(longitudinal) 단백질 회수율을 평가하였고, 이는 BCA 검정에 의해 생성된 여액의 분광광도계 분석으로 결정되었다. 단백질 회수율은 각각의 멤브레인 지지 구조물에 대해 유사하였고, 96%를 초과하는 것으로 관찰되었다(도 12d).Continuous dynamic filtration through an exemplary dynamic filtration module equipped with a mechanically flat PTFE membrane support structure and a 0.45 μm PES filter membrane with a transport rate of 0.5 mm/sec, for lysozyme solution (0.5 g/L) at 5 mL/min or Longitudinal protein recovery was assessed over 25 minutes by an input flow rate of 10 mL/min and vacuum gauge pressure of -0.9 bar, which was determined by spectrophotometric analysis of the filtrate produced by the BCA assay. Protein recovery was similar for each membrane support construct and was observed to exceed 96% (FIG. 12D).

실시예 10: 혼합물에서 다클론 인간 IgG의 친화도 기반 자성 정제Example 10: Affinity Based Magnetic Purification of Polyclonal Human IgG in Mixtures

본원에 기재된 예시적인 친화도 기반의 자성 정제 모듈은 2g/L hIgG(친화성 표적) 및 1g/L 라이소자임(작은 불순물)을 포함하는 혼합물로부터 hIgG를 정제하기 위해 이용되었다. 결합/세척 버퍼(0.025M Tris, 0.15M NaCl; pH 7)에 hIgG 8mg 및 라이소자임 4mg을 포함하는 혼합물 4ml를 침전된 고친화성 단백질 A/G 자성 아가로스(40mg 초과의 hIgG/mL의 침전된 수지의 동적 결합 능력) 500μL가 채워진 얇은 벽의 용기에 10mL/분으로 첨가하고, 결합이 가능하도록 가볍게 혼합하면서 30분 동안 평형을 유지했다. 30분의 결합 평형 후, 자석 친화성 비드들을 용기 벽에 끌어당기고 흡인에 의해 결합되지 않은 hlgG 및 작은 불순물들을 포함하는 용액을 수집할 수 있도록 영구 Nd 자석을 얇은 벽 용기(예를 들어, 픽앤플레이스 로봇 시스템을 모방함)에 근접한 곳에 수동으로 배치했다. 흡인 후, 상기 용기를 결합/세척 버퍼(0.025M Tris, 0.15M NaCl; pH 7) 4mL로 10mL/분으로 채우고, 세척을 위해 가볍게 혼합하면서 5분 동안 평형을 유지했다. 5분의 세척 후, 자석 친화성 비드들을 용기 벽에 끌어당기고 흡인에 의해 세척 용액을 수집할 수 있도록 영구 Nd 자석을 얇은 벽 용기(예를 들어, 픽앤플레이스 로봇 시스템을 모방함)에 근접한 곳에 수동으로 배치했다. 세척 단계를 반복하여 총 3회 세척하였다. 세척 분획들을 흡인한 후, 상기 용기를 낮은 pH 용출 버퍼(0.1M 글리신; pH 2) 4mL로 10mL/분으로 채우고, 용출을 위해 부드럽게 혼합하면서 10분 동안 평형을 유지했다. 10분의 용출 후, 자석 친화성 비드들을 용기 벽에 끌어당기고 흡인에 의해 용출액 분획을 수집할 수 있도록 영구 Nd 자석을 얇은 벽 용기(예를 들어, 픽앤플레이스 로봇 시스템을 모방함)에 근접한 곳에 수동으로 배치했다. 용출 단계를 반복하여 총 3회 용출시켰다. 3개의 용출액 분획들을 수집한 후, 상기 용기를 낮은 pH 용출 버퍼(0.1M 글리신; pH 2) 4mL로 10mL/분으로 채우고, 가볍게 혼합하면서 5분 동안 평형을 유지하여 잔류하는 모든 결합된 hIgG를 완전히 제거함으로써 자성 친화성 비드들의 재생을 시작했다. 5분의 잔류물 용출 후, 자석 친화성 비드들을 용기 벽에 끌어당기고 흡인에 의해 제1 재생 용액을 수집할 수 있도록 영구 Nd 자석을 얇은 벽 용기(예를 들어, 픽앤플레이스 로봇 시스템을 모방함)에 근접한 곳에 수동으로 배치했다. 제1 재생 용액을 수집한 후, 상기 용기를 재생 버퍼(0.25M Tris; pH 8.5) 4mL로 10mL/분으로 채우고, 가볍게 혼합하면서 5분 동안 평형을 유지하여 자성 친화성 비드들의 pH를 중화하고, 잔류하는 모든 hlgG 및 작은 불순물들을 제거함으로써 자성 친화성 비드들을 재생했다. 5분의 재생 후, 자석 친화성 비드들을 용기 벽에 끌어당기고 흡인에 의해 제2 재생 용액을 수집할 수 있도록 영구 Nd 자석을 얇은 벽 용기(예를 들어, 픽앤플레이스 로봇 시스템을 모방함)에 근접한 곳에 수동으로 배치했다. 제2 재생 용액을 수집한 후, 상기 용기를 제2 재생 버퍼(0.025M Tris, 0.15M NaCl; pH 7) 4mL로 10mL/분으로 채우고, 가볍게 혼합하면서 5분 동안 평형을 유지하여 자성 친화성 비드들을 버퍼 교환하고, 자성 친화성 비드들을 이들의 초기 상태로 되돌렸다. 5분의 재생 후, 자석 친화성 비드들을 용기 벽에 끌어당기고 흡인에 의해 버퍼 교환 용액을 수집할 수 있도록 영구 Nd 자석을 얇은 벽 용기(예를 들어, 픽앤플레이스 로봇 시스템을 모방함)에 근접한 곳에 수동으로 배치했다. 버퍼 교환 단계를 총 2회 반복하여 자성 친화성 비드들을 재사용할 수 있었다. 3번의 연속 공정 사이클 및 자성 친화성 비드 재순환에 대해 수집된 분획들은 BCA에 의해 분광광도계로 분석되었고, 견고하고 재현가능한 것으로 관찰되었다(도 20a). 3번의 연속 공정 사이클 및 자성 친화성 비드 재순환에 대해 수집된 분획들은 SDS-PAGE에 의해 추가로 특성화되어 재현성을 확인하였고, hIgG를 정제하는 능력을 보여주었다(도 20b).The exemplary affinity-based magnetic purification module described herein was used to purify hIgG from a mixture comprising 2 g/L hIgG (affinity target) and 1 g/L lysozyme (small impurity). 4 ml of a mixture containing 8 mg hIgG and 4 mg lysozyme in binding/wash buffer (0.025 M Tris, 0.15 M NaCl; pH 7) was mixed with precipitated high-affinity protein A/G magnetic agarose (precipitated resin at >40 mg hIgG/mL). of dynamic binding capacity) was added at 10 mL/min to a thin-walled container filled with 500 μL and allowed to equilibrate for 30 minutes with gentle mixing to allow binding. After 30 minutes of binding equilibrium, a permanent Nd magnet is placed in a thin-walled vessel (e.g., a pick-and-place It was manually placed in close proximity to the robot system). After aspiration, the vessel was filled with 4 mL of binding/wash buffer (0.025 M Tris, 0.15 M NaCl; pH 7) at 10 mL/min and allowed to equilibrate for 5 minutes with gentle mixing for washing. After 5 minutes of cleaning, a permanent Nd magnet is manually placed in close proximity to the thin-walled vessel (e.g., mimicking a pick-and-place robotic system) to attract the magnetophilic beads to the vessel wall and collect the cleaning solution by suction. placed as The washing step was repeated for a total of 3 washes. After aspirating the wash fractions, the vessel was filled with 4 mL of low pH elution buffer (0.1M glycine; pH 2) at 10 mL/min and allowed to equilibrate for 10 minutes with gentle mixing for elution. After 10 minutes of elution, a permanent Nd magnet is manually placed in close proximity to the thin-walled vessel (e.g., mimicking a pick-and-place robotic system) to attract the magnetophilic beads to the vessel wall and collect the eluate fraction by aspiration. placed as The elution step was repeated for a total of 3 elutions. After collecting the three eluate fractions, the vessel was filled with 4 mL of low pH elution buffer (0.1 M glycine; pH 2) at 10 mL/min and allowed to equilibrate for 5 min with gentle mixing to completely remove any remaining bound hIgG. Removal initiated regeneration of the magnetic affinity beads. After 5 minutes of retentate elution, a permanent Nd magnet is placed in a thin-walled vessel (e.g., mimicking a pick-and-place robotic system) so that magnetophilic beads can be attracted to the vessel wall and the first regeneration solution can be collected by aspiration. placed manually in close proximity to After collecting the first regeneration solution, the vessel was filled with 4 mL of regeneration buffer (0.25M Tris; pH 8.5) at 10 mL/min and equilibrated for 5 minutes with gentle mixing to neutralize the pH of the magnetic affinity beads, Magnetic affinity beads were regenerated by removing all remaining hlgG and small impurities. After 5 minutes of regeneration, a permanent Nd magnet is placed in close proximity to the thin-walled vessel (e.g., mimicking a pick-and-place robotic system) so that the magnetophilic beads can be attracted to the vessel wall and a second regeneration solution can be collected by aspiration. placed manually. After collecting the second regeneration solution, the vessel was filled with 4 mL of the second regeneration buffer (0.025 M Tris, 0.15 M NaCl; pH 7) at 10 mL/min and allowed to equilibrate for 5 minutes with gentle mixing to obtain magnetic affinity beads. were buffer exchanged, and the magnetic affinity beads were returned to their initial state. After 5 minutes of regeneration, a permanent Nd magnet is placed in close proximity to the thin-walled vessel (e.g., mimicking a pick-and-place robotic system) to attract the magnetophilic beads to the vessel wall and collect the buffer exchange solution by aspiration. Placed manually. The buffer exchange step was repeated a total of two times to reuse the magnetic affinity beads. Fractions collected for three successive process cycles and magnetic affinity bead recycling were analyzed spectrophotometrically by BCA and found to be robust and reproducible (FIG. 20A). Fractions collected for three consecutive process cycles and magnetic affinity bead recycling were further characterized by SDS-PAGE to confirm reproducibility and showed the ability to purify hIgG (FIG. 20B).

실시예 11: 혼합물로부터 다클론 인간 IgG의 친화도 기반 정제Example 11: Affinity-based purification of polyclonal human IgG from mixtures

본원에 기재된 예시적인 친화도 기반 정제 모듈은 2g/L hIgG(친화성 표적) 및 1g/L 라이소자임(작은 불순물)을 포함하는 혼합물로부터 hIgG를 정제하기 위해 이용되었다. 결합/세척 버퍼(0.025M Tris, 0.15M NaCl; pH 7)에 hIgG 8mg 및 라이소자임 4mg을 포함하는 혼합물 4ml를 리드 시스템을 통해 기저 유리 프릿이 들어 있는 용기에 10mL/분으로 첨가하고, 침전된 고친화성 단백질 A 아가로스(90μm, 35mg 초과의 hIgG/mL의 침전된 수지의 동적 결합 능력) 500μL를 채우고, 결합이 가능하도록 가볍게 혼합하면서 30분 동안 평형을 유지했다. 30분의 결합 평형 후, 상기 용기에 압축 공기를 약 1psi로 도입하여 압력 구동 흐름에 의해 결합되지 않은 hIgG 및 작은 불순물들을 포함하는 용액을 수집할 수 있었다. 수집 후, 상기 용기를 결합/세척 버퍼(0.025M Tris, 0.15M NaCl; pH 7) 4mL로 10mL/분으로 채우고, 세척을 위해 가볍게 혼합하면서 5분 동안 평형을 유지했다. 5분의 세척 후, 상기 용기에 압축 공기를 약 1psi로 도입하여 압력 구동 흐름에 의해 세척 용액을 수집할 수 있었다. 세척 단계를 반복하여 총 3회 세척하였다. 3개의 세척 분획들을 수집한 후, 상기 용기를 낮은 pH 용출 버퍼(0.1M 글리신; pH 2) 4mL로 10mL/분으로 채우고, 용출을 위해 가볍게 혼합하면서 10분 동안 평형을 유지했다. 10분의 용출 후, 상기 용기에 압축 공기를 약 1psi로 도입하여 압력 구동 흐름에 의해 용출액 분획을 수집할 수 있었다. 용출 단계를 반복하여 총 3회 용출시켰다. 3개의 용출액 분획들을 수집한 후, 상기 용기를 낮은 pH 용출 버퍼(0.1M 글리신; pH 2) 4mL로 10mL/분으로 채우고, 가볍게 혼합하면서 5분 동안 평형을 유지하여 잔류하는 모든 결합된 hIgG를 완전히 제거함으로써 친화성 수지 비드들의 재생을 시작했다. 5분의 잔류물 용출 후, 상기 용기에 압축 공기를 약 1psi로 도입하여 제1 재생 용액을 수집할 수 있었다. 제1 재생 용액을 수집한 후, 상기 용기를 4mL의 재생 버퍼(0.25M Tris; pH 8.5)로 10mL/분으로 채우고, 가볍게 혼합하면서 5분 동안 평형을 유지하여 친화성 수지 비드들의 pH를 중화하고, 잔류하는 모든 hlgG 및 작은 불순물들을 제거하여 친화성 수지 비드들을 재생했다. 5분의 재생 후, 상기 용기에 압축 공기를 약 1psi로 도입하여 제2 재생 용액을 수집할 수 있었다. 제2 재생 용액을 수집한 후, 용기를 제2 재생 버퍼(0.025M Tris, 0.15M NaCl; pH 7) 4mL로 10mL/분으로 채우고, 가볍게 혼합하면서 5분 동안 평형을 유지하여 친화성 수지 비드들을 버퍼 교환하고, 친화성 수지 비드들을 이들의 초기 상태로 되돌렸다. 5분의 재생 후, 상기 용기에 압축 공기를 약 1psi로 도입하여 제1 재생 용액을 수집할 수 있었다. 버퍼 교환 단계를 총 2회 반복하여 친화성 수지 비드들을 재사용할 수 있었다. 3번의 연속 공정 사이클 및 자성 친화성 비드 재순환에 대해 수집된 분획들은 BCA에 의해 분광광도계로 분석되었고, 견고하고 재현가능한 것으로 관찰되었다(도 27a). 3번의 연속 공정 사이클 및 자성 친화성 비드 재순환에 대해 수집된 분획들은 SDS-PAGE에 의해 추가로 특성화되어 재현성을 확인하였고, hIgG를 정제하는 능력을 보여주었다(도 27b).The exemplary affinity-based purification module described herein was used to purify hIgG from a mixture comprising 2 g/L hIgG (affinity target) and 1 g/L lysozyme (small impurity). 4 ml of a mixture containing 8 mg of hIgG and 4 mg of lysozyme in binding/wash buffer (0.025 M Tris, 0.15 M NaCl; pH 7) was added at 10 mL/min to a vessel containing a base glass frit via a lid system, and precipitated high 500 μL of pyrogenic protein A agarose (90 μm, dynamic binding capacity of the precipitated resin with hIgG/mL greater than 35 mg) was charged and allowed to equilibrate for 30 minutes with gentle mixing to allow binding. After 30 minutes of binding equilibration, compressed air was introduced into the vessel at about 1 psi to collect the solution containing unbound hIgG and small impurities by a pressure driven flow. After collection, the vessel was filled with 4 mL of binding/wash buffer (0.025 M Tris, 0.15 M NaCl; pH 7) at 10 mL/min and allowed to equilibrate for 5 minutes with gentle mixing for washing. After 5 minutes of washing, compressed air was introduced at about 1 psi into the vessel so that the washing solution could be collected by a pressure driven flow. The washing step was repeated for a total of 3 washes. After collecting the three wash fractions, the vessel was filled with 4 mL of low pH elution buffer (0.1M glycine; pH 2) at 10 mL/min and allowed to equilibrate for 10 minutes with gentle mixing for elution. After 10 minutes of elution, the eluate fraction could be collected by pressure driven flow by introducing compressed air at about 1 psi into the vessel. The elution step was repeated for a total of 3 elutions. After collecting the three eluate fractions, the vessel was filled with 4 mL of low pH elution buffer (0.1 M glycine; pH 2) at 10 mL/min and allowed to equilibrate for 5 min with gentle mixing to completely remove any remaining bound hIgG. Regeneration of the affinity resin beads was initiated by removal. After 5 minutes of retentate elution, the first regeneration solution could be collected by introducing compressed air at about 1 psi into the vessel. After collecting the first regeneration solution, the vessel was filled with 4 mL of regeneration buffer (0.25 M Tris; pH 8.5) at 10 mL/min and equilibrated for 5 minutes with gentle mixing to neutralize the pH of the affinity resin beads; , the affinity resin beads were regenerated by removing all remaining hlgG and small impurities. After 5 minutes of regeneration, a second regeneration solution could be collected by introducing compressed air at about 1 psi into the vessel. After collecting the second regeneration solution, the vessel was filled with 4 mL of the second regeneration buffer (0.025 M Tris, 0.15 M NaCl; pH 7) at 10 mL/min and allowed to equilibrate for 5 minutes with gentle mixing to release the affinity resin beads. The buffer was exchanged, and the affinity resin beads were returned to their initial state. After 5 minutes of regeneration, the first regeneration solution could be collected by introducing compressed air at about 1 psi into the vessel. The buffer exchange step was repeated a total of 2 times to allow the affinity resin beads to be reused. Fractions collected for three successive process cycles and magnetic affinity bead recycling were analyzed spectrophotometrically by BCA and found to be robust and reproducible (FIG. 27A). Fractions collected for three consecutive process cycles and magnetic affinity bead recycling were further characterized by SDS-PAGE to confirm reproducibility and showed the ability to purify hIgG (FIG. 27B).

실시예 12: 등전점 기반의 유체 정제 모듈을 사용한 높은 유속의 등전 집속 자유 흐름 전기영동에 의한 작은 분자들의 분리Example 12: Separation of Small Molecules by Isoelectric Focusing Free Flow Electrophoresis at High Flow Rate Using Isoelectric Point-based Fluid Purification Module

로다민 6G(0.25mg/mL)와 플루오레세인(0.25mg/mL)의 혼합물을, 양극 채널(H2SO4), 음극 채널(NaOH), 및 등전 집속 모드에서 작동할 수 있도록 인가 전압 하에 pH 2와 pH 12 사이에서 안정적인 선형 pH 구배를 달성하도록 설계된 양쪽성 전해질 용액이 흐르는 5개의 유입구와 5개의 유출구가 있는 주 분리 채널, 연속적이고 장기적인 작동을 가능하게 하는 기포 제거 및 탈기 시스템, 및 하판을 통해 주울 열을 제거하고 온도를 4℃ 내지 37℃에서 유지하기 위한 능동 냉각 시스템(냉각된 순환하는 에틸렌 글리콜/물이 포함된 열척)을 포함하는 예시적인 자유 흐름 전기영동 장치의 중앙 유입구(유입구 3)에 도입하였다. 전압이 인가되지 않았을 때, 혼합물은 층류를 따라 중앙 유출구(유출구 3)에서 장치를 빠져나갔다(도 40a 및 40b). 샘플 입력 유속이 10mL/분인 양쪽성 전해질을 갖는 주 분리 채널에 1000V를 인가했을 때, 선형 pH 구배가 확립되었고, 로다민 6G와 플루오레세인이 각각 음극과 양극으로 이동했으며, 이는 이론적 전기영동 이동도 예측과 일치했다(도 40c 및 40d). 유출구 2와 유출구 4로부터 수집된 분획들을 분광광도계로 분석한 결과 각각 정제된 로다민 6G와 정제된 플루오레세인이 존재함을 보여주었다(도 40e).A mixture of rhodamine 6G (0.25 mg/mL) and fluorescein (0.25 mg/mL) was prepared under an applied voltage to operate in the positive channel (H 2 SO 4 ), negative channel (NaOH), and isoelectric focusing mode. A main separation channel with 5 inlets and 5 outlets through which the ampholyte solution flows, designed to achieve a stable linear pH gradient between pH 2 and pH 12, a degassing and degassing system allowing continuous and long-term operation, and a bottom plate A central inlet (inlet) of an exemplary free flow electrophoresis device including an active cooling system (cooled circulating ethylene glycol/water containing heat chuck) to remove Joule heat and maintain a temperature between 4° C. and 37° C. 3) was introduced. When no voltage was applied, the mixture exited the device at the central outlet (outlet 3) following a laminar flow (FIGS. 40a and 40b). When 1000 V was applied to the main separation channel with an amphoteric electrolyte with a sample input flow rate of 10 mL/min, a linear pH gradient was established, and rhodamine 6G and fluorescein migrated to the cathode and anode, respectively, which correspond to the theoretical electrophoretic migration also matched the predictions (FIGS. 40c and 40d). Spectrophotometric analysis of the fractions collected from outlet 2 and outlet 4 showed the presence of purified rhodamine 6G and purified fluorescein, respectively (FIG. 40e).

실시예 13: 등전점 기반의 유체 정제 모듈을 사용한 높은 유속의 등속 전기영동에 의한 작은 분자들의 분리Example 13: Separation of small molecules by isokinetic electrophoresis at high flow rate using an isoelectric point-based fluid purification module

로다민 6G(0.25mg/mL)와 플루오레세인(0.25mg/mL)의 혼합물을, 양극 채널(H2SO4), 음극 채널(NaOH), 및 등전 집속 모드에서 작동할 수 있도록 염기성 양쪽성 전해질 용액(유입구 1 및 2), 스페이서 용액(유입구 3) 및 산성 양쪽성 전해질 용액(유입구 4 및 5)이 흐르는 5개의 유입구와 5개의 유출구를 갖는 주 분리 채널, 연속적이고 장기적인 작동을 가능하게 하는 기포 제거 및 탈기 시스템, 및 하판을 통해 주울 열을 제거하고 온도를 4℃ 내지 37℃에서 유지하기 위한 능동 냉각 시스템(냉각된 순환하는 에틸렌 글리콜/물이 포함된 열척)을 포함하는 예시적인 자유 흐름 전기영동 장치의 중앙 유입구(유입구 3)에 도입하였다. 전압이 인가되지 않았을 때, 혼합물은 층류를 따라 중앙 유출구(유출구 3)에서 장치를 빠져나갔다. 샘플 입력 유속이 5mL/분인 양쪽성 전해질을 갖는 주 분리 채널에 250V를 인가했을 때, 로다민 6G와 플루오레세인은 각각 음극과 양극으로 이동하여 고도로 집중되고, 고도로 농축되며, 고도로 분해된 밴드들을 형성했다(도 44a 및 44b).A mixture of rhodamine 6G (0.25 mg/mL) and fluorescein (0.25 mg/mL) was prepared as a basic amphoteric to allow operation in the positive channel (H 2 SO 4 ), negative channel (NaOH), and isoelectric focusing mode. Main separation channels with 5 inlets and 5 outlets through which the electrolyte solution (inlets 1 and 2), the spacer solution (inlets 3) and the acidic ampholyte solution (inlets 4 and 5) flow, enabling continuous and long-term operation An exemplary free flow including a bubble removal and degassing system and an active cooling system (heat chuck with chilled circulating ethylene glycol/water) to remove joule heat through the lower plate and maintain the temperature between 4°C and 37°C. It was introduced into the central inlet (inlet 3) of the electrophoresis device. When no voltage was applied, the mixture exited the device at the central outlet (outlet 3) following a laminar flow. When 250 V was applied to the main separation channel with an ampholyte at a sample input flow rate of 5 mL/min, rhodamine 6G and fluorescein migrated to the cathode and anode, respectively, resulting in highly concentrated, highly concentrated, and highly resolved bands. formed (Figs. 44a and 44b).

실시예 14: 등전점 기반의 유체 정제 모듈을 사용한 높은 유속의 등전 집속 자유 흐름 전기영동에 의한 염기성 및 산성 작은 분자들의 분리Example 14: Separation of Basic and Acidic Small Molecules by Isoelectric Focusing Free Flow Electrophoresis at High Flow Rate Using Isoelectric Point-based Fluid Purification Module

염기성 푹신(0.05mg/mL)과 플루오레세인(0.25mg/mL) 또는 크리스탈 바이올렛(0.05mg/mL)과 플루오레세인(0.25mg/mL)의 혼합물을, 양극 채널(H2SO4), 음극 채널(NaOH), 및 등전 집속 모드에서 작동할 수 있도록 인가 전압 하에 pH 2와 pH 12 사이에서 안정적인 선형 pH 구배를 달성하도록 설계된 양쪽성 전해질 용액이 흐르는 5개의 유입구와 5개의 유출구가 있는 주 분리 채널, 연속적이고 장기적인 작동을 가능하게 하는 기포 제거 및 탈기 시스템, 및 하판을 통해 주울 열을 제거하고 온도를 4℃ 내지 37℃에서 유지하기 위한 능동 냉각 시스템(냉각된 순환하는 에틸렌 글리콜/물이 포함된 열척)을 포함하는 예시적인 자유 흐름 전기영동 장치의 중앙 유입구(유입구 3)에 도입하였다. 전압이 인가되지 않았을 때, 혼합물은 층류를 따라 중앙 유출구(유출구 3)에서 장치를 빠져나갔다. 샘플 입력 유속이 5mL/분인 양쪽성 전해질을 갖는 주 분리 채널에 500V를 인가했을 때, 선형 pH 구배가 확립되었고, 염기성 푹신과 플루오레세인이 각각 음극과 양극으로 이동했으며, 이는 이론적 전기영동 이동도 예측과 일치했다(도 42a). 유사하게, 샘플 입력 유속이 5mL/분인 양쪽성 전해질을 갖는 주 분리 채널에 500V를 인가했을 때, 선형 pH 구배가 확립되었고, 크리스탈 바이올렛 및 플루오레세인이 각각 음극 및 양극으로 이동했으며, 이는 이론적 전기영동 이동도 예측과 일치했다(도 42b).A mixture of basic fuchsine (0.05mg/mL) and fluorescein (0.25mg/mL) or crystal violet (0.05mg/mL) and fluorescein (0.25mg/mL) was added to the anode channel (H 2 SO 4 ), Main separation with a cathodic channel (NaOH) and five inlets and five outlets through which an ampholytic solution designed to achieve a stable linear pH gradient between pH 2 and pH 12 under applied voltage to allow operation in isoelectric focusing mode Channels, degassing and degassing system to enable continuous and long-term operation, and active cooling system to remove joule heat through the bottom plate and maintain temperature between 4°C and 37°C (with chilled circulating ethylene glycol/water was introduced into the central inlet (inlet 3) of an exemplary free flow electrophoresis device containing a thermal chuck). When no voltage was applied, the mixture exited the device at the central outlet (outlet 3) following a laminar flow. When 500 V was applied to the main separation channel with an amphoteric electrolyte with a sample input flow rate of 5 mL/min, a linear pH gradient was established, and basic fuchsine and fluorescein migrated to the cathode and anode, respectively, which correspond to the theoretical electrophoretic mobility Consistent with predictions (FIG. 42A). Similarly, when 500 V was applied to the main separation channel with an amphoteric electrolyte with a sample input flow rate of 5 mL/min, a linear pH gradient was established, and crystal violet and fluorescein migrated to the cathode and anode, respectively, which correspond to the theoretical electrical The migration mobility was also consistent with the prediction (FIG. 42B).

실시예 15: 등전점 기반의 유체 정제 모듈을 사용한 높은 유속의 등전 집속 자유 흐름 전기영동에 의한 염기성 및 산성 저분자들의 분리에 미치는 전기장 증가 효과Example 15: Effect of Increasing Electric Field on Separation of Basic and Acidic Small Molecules by Isoelectric Focusing Free Flow Electrophoresis at High Flow Rate Using Isoelectric Point-based Fluid Purification Module

염기성 푹신(0.005mg/mL)과 플루오레세인(0.25mg/mL)의 혼합물을, 등전 집속 모드에서 작동할 수 있도록 인가 전압 하에 pH 2와 pH 12 사이에서 안정적인 선형 pH 구배를 달성하도록 설계된 양쪽성 전해질 용액이 흐르는 5개의 유입구와 10개의 유출구가 있는 주 분리 채널, 상기 분리 채널과 동일한 양쪽성 전해질을 흐르는 양극 채널 및 음극 채널, 연속적이고 장기적인 작동을 가능하게 하는 기포 제거 및 탈기 시스템, 액체 회로 차단기, 및 하판을 통해 주울 열을 제거하고 온도를 4℃ 내지 37℃에서 유지하기 위한 능동 냉각 시스템(냉각된 순환하는 에틸렌 글리콜/물이 포함된 열척)을 포함하는 예시적인 자유 흐름 전기영동 장치의 중앙 유입구(유입구 3)에 도입하였다. 전압이 인가되지 않았을 때, 혼합물은 층류를 따라 중앙 유출구(유출구 4 및 5)에서 장치를 빠져나갔다(도 43a). 샘플 입력 유속이 5mL/분인 양쪽성 전해질을 갖는 주 분리 채널에 전압을 인가했을 때, 선형 pH 구배가 확립되었고, 염기성 푹신과 플루오레세인이 각각 음극과 양극으로 이동했으며, 이는 이론적 전기영동 이동도 예측과 일치했다(도 43b 내지 43d). 인가 전압을 600V(도 43b)에서 900V(도 43c)로, 1100V(도 43D)로 높여 전기장 강도를 증가시킴에 따라, 두 분자들의 분리가 주 분리 채널의 길이에 비례하여 증가하는 것으로 관찰되었다.A mixture of basic fuchsin (0.005 mg/mL) and fluorescein (0.25 mg/mL) is an amphoteric acid designed to achieve a stable linear pH gradient between pH 2 and pH 12 under an applied voltage allowing it to operate in isoelectric focusing mode. Main separation channels with 5 inlets and 10 outlets with electrolyte solution, anode and cathode channels with the same amphoteric electrolyte as the separation channels, degassing and degassing system enabling continuous and long-term operation, liquid circuit breakers , and an active cooling system (heat chuck with cooled circulating ethylene glycol/water) to remove Joule heat through the lower plate and maintain the temperature between 4°C and 37°C. introduced into the inlet (inlet 3). When no voltage was applied, the mixture exited the device at the central outlet (outlets 4 and 5) following a laminar flow (FIG. 43A). When voltage was applied to the main separation channel with an amphoteric electrolyte with a sample input flow rate of 5 mL/min, a linear pH gradient was established, and basic fuchsin and fluorescein migrated to the cathode and anode, respectively, which corresponded to the theoretical electrophoretic mobility Consistent with predictions (FIGS. 43B to 43D). As the electric field strength was increased by increasing the applied voltage from 600 V (FIG. 43B) to 900 V (FIG. 43C) and 1100 V (FIG. 43D), the separation of the two molecules was observed to increase proportionally to the length of the main separation channel.

실시예 16: 등전점 기반의 유체 정제 모듈을 사용한 높은 유속의 등전 집속 자유 흐름 전기영동에 의한 산성 및 염기성 단백질들의 분리Example 16: Separation of Acidic and Basic Proteins by Isoelectric Focusing Free Flow Electrophoresis at High Flow Rate Using Isoelectric Point-based Fluid Purification Module

BSA(0.5mg/mL, pI 4-5)와 라이소자임(0.25mg/mL, pI 11)의 혼합물을, 양극 채널(H2SO4), 음극 채널(NaOH), 및 등전 집속 모드에서 작동할 수 있도록 인가 전압 하에 pH 2와 pH 12 사이에서 안정적인 선형 pH 구배를 달성하도록 설계된 양쪽성 전해질 용액이 흐르는 5개의 유입구와 5개의 유출구가 있는 주 분리 채널, 연속적이고 장기적인 작동을 가능하게 하는 기포 제거 및 탈기 시스템, 및 하판을 통해 주울 열을 제거하고 온도를 4℃ 내지 37℃에서 유지하기 위한 능동 냉각 시스템(냉각된 순환하는 에틸렌 글리콜/물이 포함된 열척)을 포함하는 예시적인 자유 흐름 전기영동 장치의 중앙 유입구(유입구 3)에 도입하였다. 전압이 인가되지 않았을 때, 혼합물은 층류를 따라 중앙 유출구(유출구 3)에서 장치를 빠져나갔다(도 45a 및 45b). 샘플 입력 유속이 10mL/분인 양쪽성 전해질을 갖는 주 분리 채널에 850V를 인가했을 때, 선형 pH 구배가 확립되었고, 라이소자임과 BSA가 각각 음극 및 양극으로 이동했으며(도 45c 및 45d), 이는 이론적 전기영동 이동도 예측과 일치했다(도 45e).A mixture of BSA (0.5 mg/mL, pI 4-5) and lysozyme (0.25 mg/mL, pI 11) can be operated in positive channel (H 2 SO 4 ), negative channel (NaOH), and isoelectric focusing mode. Main separation channel with 5 inlets and 5 outlets through which the ampholyte solution flows, designed to achieve a stable linear pH gradient between pH 2 and pH 12 under an applied voltage to ensure continuous, long-term operation, degassing and degassing system, and an active cooling system (heat chuck with chilled circulating ethylene glycol/water) to remove Joule heat through the lower plate and maintain the temperature between 4°C and 37°C. It was introduced into the central inlet (inlet 3). When no voltage was applied, the mixture exited the device at the central outlet (Outlet 3) following a laminar flow (FIGS. 45A and 45B). When 850 V was applied to the main separation channel with an amphoteric electrolyte with a sample input flow rate of 10 mL/min, a linear pH gradient was established, and lysozyme and BSA migrated to the cathode and anode, respectively (FIGS. 45c and 45d), which is consistent with the theoretical electrical The migration mobility was also consistent with the prediction (FIG. 45E).

실시예 17: 등전점 기반의 유체 정제 모듈을 사용한 높은 유속의 등전 집속 자유 흐름 전기영동에 의한 인간 다클론 IgG의 분리Example 17: Separation of human polyclonal IgG by high-flow isoelectric focusing free flow electrophoresis using an isoelectric point-based fluid purification module

hIgG(0.5mg/mL, pI 6-8)와 라이소자임(0.25mg/mL, pI 11)의 혼합물을, 양극 채널(H2SO4), 음극 채널(NaOH), 및 등전 집속 모드에서 작동할 수 있도록 인가 전압 하에 pH 2와 pH 12 사이에서 안정적인 선형 pH 구배를 달성하도록 설계된 양쪽성 전해질 용액이 흐르는 5개의 유입구와 5개의 유출구가 있는 주 분리 채널, 연속적이고 장기적인 작동을 가능하게 하는 기포 제거 및 탈기 시스템, 및 하판을 통해 주울 열을 제거하고 온도를 4℃ 내지 37℃에서 유지하기 위한 능동 냉각 시스템(냉각된 순환하는 에틸렌 글리콜/물이 포함된 열척)을 포함하는 예시적인 자유 흐름 전기영동 장치의 중앙 유입구(유입구 3)에 도입하였다. 전압이 인가되지 않았을 때, 혼합물은 층류를 따라 중앙 유출구(유출구 3)에서 장치를 빠져나갔다(도 46a 및 46c). 샘플 입력 유속이 5mL/분인 양쪽성 전해질을 갖는 주 분리 채널에 1000V를 인가했을 때, 선형 pH 구배가 확립되었고, 라이소자임이 음극으로 이동하는 것이 관찰되었으며(도 46a 및 46c), 이는 이론적 전기영동 이동도 예측과 일치했다(도 46b). 인가 전압을 1500V로 높이면 음극으로의 라이소자임의 이동이 증가했다. 인가 전압의 이러한 증가는 또한 hIgG를 음극 및 양극으로 이동시켰고(도 46a 및 46c), 다클론 항체 고유의 pls 범위에 대한 이론적인 전기영동 이동도 예측과 일치한다(도 46b).A mixture of hIgG (0.5 mg/mL, pI 6-8) and lysozyme (0.25 mg/mL, pI 11) can be operated in positive channel (H 2 SO 4 ), negative channel (NaOH), and isoelectric focusing mode. Main separation channel with 5 inlets and 5 outlets through which the ampholyte solution flows, designed to achieve a stable linear pH gradient between pH 2 and pH 12 under an applied voltage to ensure continuous, long-term operation, degassing and degassing system, and an active cooling system (heat chuck with chilled circulating ethylene glycol/water) to remove Joule heat through the lower plate and maintain the temperature between 4°C and 37°C. It was introduced into the central inlet (inlet 3). When no voltage was applied, the mixture exited the device at the central outlet (outlet 3) following a laminar flow (FIGS. 46a and 46c). When 1000 V was applied to the main separation channel with an amphoteric electrolyte with a sample input flow rate of 5 mL/min, a linear pH gradient was established and migration of lysozyme to the cathode was observed (FIGS. 46a and 46c), which was consistent with the theoretical electrophoretic migration. also matched the predictions (FIG. 46B). Increasing the applied voltage to 1500 V increased the migration of lysozyme to the cathode. This increase in applied voltage also shifted hIgG to the cathode and anode (FIGS. 46A and 46C), consistent with theoretical electrophoretic mobility predictions for the polyclonal antibody-specific Pls range (FIG. 46B).

기타 구현예Other embodiments

본 발명은 상세한 설명과 함께 설명되었지만, 전술한 설명은 첨부된 청구범위의 범위에 의해 한정되는 본 발명의 범위를 예시하기 위한 것이지 제한하고자 하는 것이 아니다. 다른 측면들, 이점들, 및 변형들은 하기 청구범위의 범위 내에 있다.Although the present invention has been described with detailed description, the foregoing description is illustrative and not limiting of the scope of the present invention, which is defined by the scope of the appended claims. Other aspects, advantages, and modifications are within the scope of the following claims.

본 명세서에 언급된 특허 및 과학 문헌은 당업자가 이용할 수 있는 지식을 확립한다. 본 명세서에 인용된 모든 참고문헌, 예를 들어, 미국 특허, 미국 특허 출원 공보, 미국을 지정하는 PCT 특허 출원, 공개된 외국 특허 및 특허 출원은 이들의 전문이 본원에 참조로 포함되어 있다. 본원에 인용된 수탁 번호로 표시된 Genbank 및 NCBI 제출물은 본원에 참조로 포함되어 있다. 본원에 인용된 다른 모든 공개된 참고문헌, 문서, 원고(manuscript), 및 과학 문헌은 본원에 참조로 포함되어 있다. 서로 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서가 우선할 것이다. 또한, 재료, 방법, 및 실시예는 예시일 뿐, 한정하려는 것이 아니다.The patents and scientific literature cited herein establish knowledge available to those skilled in the art. All references cited herein, eg, US patents, US patent application publications, PCT patent applications designating the US, published foreign patents and patent applications, are incorporated herein by reference in their entirety. Genbank and NCBI submissions indicated by accession numbers cited herein are hereby incorporated by reference. All other published references, documents, manuscripts, and scientific literature cited herein are hereby incorporated by reference. In case of conflict, the present specification, including definitions, will control. In addition, the materials, methods, and examples are illustrative only and are not intended to be limiting.

본 발명은 특히 바람직한 구현예들을 참조하여 나타내고 설명되었지만, 당업자는 첨부된 청구범위에 포함된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 형태 및 세부사항의 다양한 변경이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.Although the invention has been shown and described with reference to particularly preferred embodiments, those skilled in the art will appreciate that various changes in form and detail may be made without departing from the scope of the invention as encompassed by the appended claims.

Claims (30)

생물학적 생성물(biological product)을 정제하는 방법으로서, 상기 방법은,
입력 라인(input line)을 통해 생물학적 생성물을 포함하는 불균질 혼합물을 수용하는 단계;
부압(negative pressure) 하에 상기 입력 라인과 유체 소통하는 적어도 하나의 출력 헤드(output head)로부터 동적 여과 모듈로 상기 생물학적 생성물을 공급하여 동적 여과 모듈에서 여과에 의해 상기 불균질 혼합물로부터 불순물들을 제거함으로써 상기 생물학적 생성물을 포함하는 여액이 생성되는 단계 - 상기 동적 여과 모듈은 실질적으로 평탄한 접촉 표면을 갖는 적어도 하나의 지지 부재(support member)와 함께 공급 릴(feed reel)과 수집 릴(collection reel) 사이에 연장되는 필터 멤브레인을 갖는 동적 여과 장치, 적어도 하나의 출력 헤드로부터 상기 불균질 혼합물을 수용하도록 구성된 상기 필터 멤브레인의 표적 영역, 및 상기 공급 릴과 상기 수집 릴 사이에 위치하는 진공 수집 시스템과 소통하는 실질적으로 평탄한 접촉 표면을 갖는 멤브레인 지지 부재를 포함함 -;
상기 여액을, 2개 이상의 분획들로 용액을 분리할 수 있는 제1 모듈로 전달하는 단계 - 이때 적어도 하나의 분획에는 상기 생물학적 생성물이 포함되어 있으며, 상기 제1 모듈은 친화도 기반 정제 장치를 포함하고, 이때 상기 제1 모듈에는 비드들의 현탁액을 포함하는 적어도 하나의 개별 용기가 들어 있는 용기 캐러셀(carousel)을 포함하는 기계적 회전 시스템을 통해 적어도 하나의 제1 유입구와 적어도 하나의 제1 유출구 사이의 유체 흐름을 허용하도록 구성된 적어도 하나의 제1 유입구와 적어도 하나의 제1 유출구가 있음 -;
상기 생물학적 생성물을 포함한 분획을, 상기 제1 모듈의 적어도 하나의 유출구로부터, 상기 제1 모듈의 적어도 하나의 제1 유출구로부터의 흐름을 수용하기 위한 적어도 하나의 유입구를 갖는 제2 모듈로 전달하는 단계 - 상기 제2 모듈은 적어도 하나의 자유 흐름 전기영동(free-flow electrophoresis) 장치를 포함하고, 이때 상기 제2 모듈은 적어도 하나의 제2 유입구와 적어도 하나의 제2 유출구를 가지며, 상기 제2 유입구와 상기 제2 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성됨 -; 및
상기 생물학적 생성물을 회수하는 단계;를 포함하는, 방법.
A method for purifying a biological product, the method comprising:
receiving a heterogeneous mixture comprising a biological product through an input line;
removing impurities from the heterogeneous mixture by filtration in a dynamic filtration module by supplying the biological product under negative pressure from at least one output head in fluid communication with the input line to a dynamic filtration module; generating a filtrate comprising biological products, wherein the dynamic filtration module extends between a feed reel and a collection reel together with at least one support member having a substantially planar contact surface. a dynamic filtration device having a filter membrane that is substantially in communication with a target area of the filter membrane configured to receive the heterogeneous mixture from at least one output head, and a vacuum collection system positioned between the supply reel and the collection reel. comprising a membrane support member having a flat contact surface;
passing the filtrate to a first module capable of separating the solution into two or more fractions, wherein at least one fraction contains the biological product, and the first module comprises an affinity-based purification device. wherein the first module is between at least one first inlet and at least one first outlet via a mechanical rotating system comprising a container carousel containing at least one individual container containing a suspension of beads. having at least one first inlet and at least one first outlet configured to allow flow of a fluid of;
passing the fraction comprising the biological product from at least one outlet of the first module to a second module having at least one inlet for receiving the flow from the at least one first outlet of the first module; - the second module comprises at least one free-flow electrophoresis device, wherein the second module has at least one second inlet and at least one second outlet, the second inlet and configured to allow continuous fluid flow between the second outlet; and
Recovering the biological product; method comprising a.
제1항에 있어서, 상기 친화도 기반 정제 장치는 리드 시스템(lid system), 및 적어도 하나의 개별 용기와 유체 소통하는 수집 용기 시스템을 추가로 포함하는 것인, 방법.The method of claim 1 , wherein the affinity-based purification device further comprises a lid system and a collection vessel system in fluid communication with the at least one individual vessel. 제2항에 있어서, 상기 리드 시스템은 개스킷(gasket)이 있는 적어도 하나의 리드, 적어도 2개의 버퍼 유입구들, 충전 유입구, 가스 유입구, 및 배기 밸브(venting valve)를 포함하는 것인, 방법.3. The method of claim 2, wherein the lid system includes at least one lid with gasket, at least two buffer inlets, a filling inlet, a gas inlet, and a venting valve. 제2항에 있어서, 상기 리드 시스템은 z축을 따라 이동 가능하고, 상기 용기 캐러셀은 z축을 가로지르는 평면에서 회전 이동이 가능하며, 상기 수집 용기는 z축을 따라 이동 가능한 것인, 방법.3. The method of claim 2, wherein the lid system is movable along the z-axis, the container carousel is rotationally movable in a plane transverse to the z-axis, and the collection container is movable along the z-axis. 제1항에 있어서, 상기 용기 캐러셀은 상기 생물학적 생성물과 결합하기 위한 적어도 하나의 위치, 세척하여 결합되지 않은 생성물들을 제거하기 위한 적어도 하나의 위치, 상기 생물학적 생성물을 용출 및 수집하기 위한 적어도 하나의 위치, 및 상기 비드들의 재활용을 가능하게 하는 적어도 하나의 재생 위치를 포함하는 것인, 방법.The method of claim 1 , wherein the container carousel has at least one location for binding the biological product, at least one location for washing to remove unbound products, and at least one location for eluting and collecting the biological product. a location, and at least one regeneration location enabling recycling of the beads. 제1항에 있어서, 상기 비드들의 표면은 상기 생물학적 생성물과 선택적으로 결합하도록 구성된 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 항원 단백질, 단백질, 수용체, 항체, 또는 압타머(aptamer)에 연결되어 있는 것인, 방법.The method of claim 1, wherein the surface of the beads are linked to protein A, protein G, protein L, antigen protein, protein, receptor, antibody, or aptamer configured to selectively bind to the biological product. , method. 제1항에 있어서, 상기 비드들의 초기 농도는 약 0.01중량% 내지 약 25중량% 범위인 것인, 방법.The method of claim 1 , wherein the initial concentration of the beads ranges from about 0.01% to about 25% by weight. 제1항에 있어서, 상기 비드들의 직경은 약 0.2μm 내지 약 200μm 범위인 것인, 방법.The method of claim 1 , wherein the diameter of the beads ranges from about 0.2 μm to about 200 μm. 제1항에 있어서, 상기 비드들은 결합에 이용가능한 증가된 표면적을 유지하기 위해 상기 공정 동안 이동성을 유지하는 것인, 방법.The method of claim 1 , wherein the beads remain mobile during the process to maintain increased surface area available for bonding. 제1항에 있어서, 상기 자유 흐름 전기영동 장치는 벽 갭(wall gap)을 통해 주 분리 채널(main separation channel)과 액체 접촉하고 있는 양극 전극 채널과 음극 전극 채널을 포함하는 전극 채널들을 포함하며, 상기 장치는 진공 시스템에 의해 기포들을 제거하여 기포가 없는 주 분리 채널을 생성하도록 구성된 적어도 하나의 가스 투과성 및 소수성 멤브레인을 포함하는 적어도 하나의 전극 채널 기포 제거기(de-bubbler), 및 적어도 하나의 액체 회로 차단기(liquid circuit breaker)를 추가로 갖는 것인, 방법.2. The free flow electrophoretic device of claim 1, wherein the free flow electrophoresis device includes electrode channels including an anode electrode channel and a cathode electrode channel in liquid contact with a main separation channel through a wall gap, The apparatus includes at least one electrode channel de-bubbler comprising at least one gas permeable and hydrophobic membrane configured to remove bubbles by a vacuum system to create a primary bubble-free separation channel, and at least one liquid and further having a liquid circuit breaker. 제1항에 있어서, 상기 방법은 상기 동적 여과 모듈, 상기 제1 모듈, 및 상기 제2 모듈에서 대략 일정한 유속을 유지하고, 상기 유속은 약 0.1mL/분 내지 약 50mL/분의 범위인 것인, 방법.2. The method of claim 1 , wherein the method maintains an approximately constant flow rate in the dynamic filtration module, the first module, and the second module, wherein the flow rate ranges from about 0.1 mL/min to about 50 mL/min. , method. 제1항에 있어서, 상기 생물학적 생성물을 정제하는 방법은 약 4℃ 내지 약 37℃ 범위의 온도에서 수행되는, 방법.The method of claim 1 , wherein the method of purifying the biological product is performed at a temperature ranging from about 4° C. to about 37° C. 제1항에 있어서, 상기 방법은 적어도 2개의 동적 여과 모듈들을 추가로 포함하고, 이때 각각의 동적 여과 모듈에는 동일하거나 상이한 기공 크기를 포함하는 필터 멤브레인이 있는 것인, 방법.The method of claim 1 , wherein the method further comprises at least two dynamic filtration modules, wherein each dynamic filtration module has a filter membrane comprising the same or different pore size. 제1항에 있어서, 상기 방법은 등전 집속(isoelectric focusing) 모드, 띠전기영동(zone electrophoresis) 모드, 등속 전기영동(isotachophoresis) 모드, 또는 이들의 조합으로 작동하도록 구성된 적어도 2개의 자유 흐름 전기영동 모듈들을 추가로 포함하는, 방법.The method of claim 1 , wherein the method comprises at least two free flow electrophoresis modules configured to operate in an isoelectric focusing mode, a zone electrophoresis mode, an isotachophoresis mode, or a combination thereof. Further comprising them, the method. 제1항에 있어서, 상기 방법은 병렬로 작동되는 적어도 2개의 동적 여과 모듈들, 적어도 2개의 친화도 기반 정제 모듈들, 또는 적어도 2개의 자유 흐름 전기영동 모듈들을 추가로 포함하는, 방법.The method of claim 1 , wherein the method further comprises at least two dynamic filtration modules, at least two affinity based purification modules, or at least two free flow electrophoresis modules operated in parallel. 불균질 혼합물 내 생물학적 생성물로부터 불순물들을 제거하기 위한 동적 여과 장치로서, 상기 장치는,
공급 릴과 수집 릴 사이에 연장되는 필터 멤브레인 - 상기 필터 멤브레인에는 상기 불균질 혼합물을 표적 영역에 분배하도록 구성된, 적어도 하나의 출력 헤드로부터 상기 불균질 혼합물을 수용하도록 구성된 표적 영역이 있음 -;
상기 표적 영역을 생성하기 위해 상기 공급 릴과 상기 수집 릴 사이에 위치한 상기 필터 멤브레인의 일부를 구조적으로 지지하기 위한 실질적으로 평탄한 접촉 표면을 갖는 멤브레인 지지 구조물;
상기 멤브레인 지지 구조물을 가로지르는 상기 필터 멤브레인의 수송을 안정화하기 위한 실질적으로 평탄한 접촉 표면을 갖는 적어도 하나의 지지 부재;
상기 필터 멤브레인의 수송 속도를 제어하도록 구성된 시스템;
상기 멤브레인 지지 구조물과 소통하는 적어도 하나의 진공 라인을 포함하고, 동적 필터 멤브레인에 부압 게이지 압력을 가하도록 구성된 진공 시스템 - 이때 상기 부압은 상기 생물학적 생성물을 포함한 여액이 수집될 수 있도록 함 -;을 포함하는, 동적 여과 장치.
A dynamic filtration device for removing impurities from a biological product in a heterogeneous mixture, the device comprising:
a filter membrane extending between the supply reel and the collection reel, the filter membrane having a target area configured to receive the heterogeneous mixture from at least one output head configured to distribute the heterogeneous mixture to the target area;
a membrane support structure having a substantially planar contact surface for structurally supporting a portion of the filter membrane positioned between the supply reel and the collection reel to create the target area;
at least one support member having a substantially planar contact surface for stabilizing transport of the filter membrane across the membrane support structure;
a system configured to control a transport rate of the filter membrane;
a vacuum system comprising at least one vacuum line in communication with the membrane support structure and configured to apply a negative pressure gauge pressure to the dynamic filter membrane, wherein the negative pressure allows the filtrate containing the biological product to be collected; , a dynamic filtration device.
제16항에 있어서, 상기 장치는 세척 버퍼 라인을 추가로 포함하는, 장치.17. The apparatus of claim 16, wherein the apparatus further comprises a wash buffer line. 제16항에 있어서, 상기 필터 멤브레인은 폴리에테르설폰(PES), 친수성 폴리설폰, 셀룰로스 에스테르, 셀룰로스 아세테이트, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 친수성 PVDF, 폴리카보네이트, 나일론, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 친수성 PTFE, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인, 장치.17. The method of claim 16, wherein the filter membrane is polyethersulfone (PES), hydrophilic polysulfone, cellulose ester, cellulose acetate, polyvinylidene fluoride (PVDF), hydrophilic PVDF, polycarbonate, nylon, polytetrafluoroethylene ( PTFE), hydrophilic PTFE, or any combination thereof. 제16항에 있어서, 상기 필터 멤브레인은 약 0.1μm 내지 약 1μm의 범위 내에 있는 기공 크기를 포함하는 것인, 장치.17. The device of claim 16, wherein the filter membrane comprises a pore size in the range of about 0.1 μm to about 1 μm. 제16항에 있어서, 상기 멤브레인 지지 구조물은 일련의 병렬 슬롯(parallel slot)들을 포함하는 것인, 장치.17. The apparatus of claim 16, wherein the membrane support structure comprises a series of parallel slots. 제16항에 있어서, 상기 실질적으로 평탄한 접촉 표면은 정적 마찰 계수(static coefficient of friction)가 약 0.01 내지 약 0.1인 것인, 장치.17. The device of claim 16, wherein the substantially flat contact surface has a static coefficient of friction of about 0.01 to about 0.1. 제16항에 있어서, 상기 게이지 압력은 약 -0.05bar 내지 약 -0.98bar의 범위인 것인, 장치.17. The apparatus of claim 16, wherein the gauge pressure ranges from about -0.05 bar to about -0.98 bar. 혼합물을 2개 이상의 분획들로 분리하기 위한 자유 흐름 전기영동 장치로서, 적어도 하나의 분획에는 생물학적 생성물이 포함되어 있으며, 상기 장치는,
적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구 사이의 연속적인 유체 흐름을 허용하도록 구성된 적어도 하나의 유입구와 적어도 하나의 유출구;
2개의 병렬판들 사이에 생성되고 유체 흐름 방향에 직각인 전기장 구배를 생성하도록 구성된 적어도 하나의 유체 채널;
양극 전극 채널과 음극 전극 채널을 포함하는 전극 채널들 - 이때, 상기 전극 채널들은 상기 전극 채널들과 주 분리 채널 사이에 위치하는 벽 갭을 통한 액체 접촉에 의해 주 분리 채널에 연결되도록 구성됨 -;
기포가 없는 주 분리 채널을 생성하기 위해 진공 시스템에 의해 생성 지점 근처에서 전기분해 기포들을 제거하도록 구성된 적어도 하나의 가스 투과성 및 소수성 멤브레인 또는 다공성 물질을 포함하는 적어도 하나의 전극 채널 기포 제거기;
적어도 하나의 센서 또는 검출기와 상호작용하기 전에 전압에 연결된 용액을 단절하도록 구성된 적어도 하나의 액체 회로 차단기;
능동 냉각 시스템; 및
적어도 하나의 수집 용기;를 포함하는, 자유 흐름 전기영동 장치.
A free flow electrophoretic device for separating a mixture into two or more fractions, wherein at least one fraction contains a biological product, the device comprising:
at least one inlet and at least one outlet configured to allow continuous fluid flow between the at least one inlet and the at least one outlet;
at least one fluid channel configured to create an electric field gradient created between the two parallel plates and perpendicular to the direction of fluid flow;
electrode channels comprising an anode electrode channel and a cathode electrode channel, wherein the electrode channels are configured to be connected to the main separation channel by liquid contact through a wall gap located between the electrode channels and the main separation channel;
at least one electrode channel bubble eliminator comprising at least one gas permeable and hydrophobic membrane or porous material configured to remove electrolytic bubbles near the point of creation by a vacuum system to create a primary bubble free separation channel;
at least one liquid circuit breaker configured to disconnect the liquid connected to the voltage prior to interacting with the at least one sensor or detector;
active cooling system; and
A free flow electrophoresis device comprising: at least one collection vessel.
제23항에 있어서, 상기 전극 채널들의 상부 부분은 기포들을 제거하기 위한 진공 시스템과 소통하는 적어도 하나의 가스 투과성 및 소수성 멤브레인으로 밀봉되어 있으며, 상기 전극 채널들은 상기 채널들의 바닥에서 개방되어 있고, 벽 갭을 통해 상기 주 분리 채널 용액과 전극 용액의 액체 접촉을 가능하게 하도록 구성되어 있는 것인, 장치.24. The method of claim 23, wherein the upper portion of the electrode channels are sealed with at least one gas permeable and hydrophobic membrane in communication with a vacuum system for removing air bubbles, the electrode channels being open at the bottom of the channels, and the wall and configured to enable liquid contact of the electrode solution with the primary separation channel solution through a gap. 제23항에 있어서, 상기 벽 갭은 약 0.01mm 내지 약 0.25mm인 것인, 장치.24. The device of claim 23, wherein the wall gap is between about 0.01 mm and about 0.25 mm. 제23항에 있어서, 상기 액체 회로 차단기는 유속을 유지하고, 전압에 연결된 용액으로부터 회로를 단절하는 액적들을 생성하도록 구성된 가압 용기를 포함하는 것인, 장치.24. The apparatus of claim 23, wherein the liquid circuit breaker includes a pressurized vessel configured to generate droplets that maintain the flow rate and disconnect the circuit from the solution coupled to a voltage. 제23항에 있어서, 상기 적어도 하나의 센서는 인라인 센서인 것인, 장치.24. The apparatus of claim 23, wherein the at least one sensor is an in-line sensor. 제23항에 있어서, 상기 장치는 단계적 정제(staged purification)를 가능하게 하기 위해 직렬로 연결되어 있고, 등전 집속 모드, 띠전기영동 모드, 등속 전기영동 모드, 또는 이들의 조합으로 작동되는 적어도 2개의 자유 흐름 전기영동 장치들을 추가로 포함하는, 장치.24. The method of claim 23, wherein the device is connected in series to enable staged purification, and is operated in isoelectric focusing mode, bandelectrophoresis mode, isokinetic mode, or a combination thereof. The device further comprising free flow electrophoresis devices. 불균질 혼합물로부터 생물학적 생성물을 정제하기 위한 청구항 제16항에 기재된 장치의 용도.Use of the device according to claim 16 for the purification of biological products from heterogeneous mixtures. 혼합물로부터 생물학적 생성물을 정제하기 위한 청구항 제23항에 기재된 장치의 용도.Use of the device according to claim 23 for the purification of a biological product from a mixture.
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